РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ

Предложение относиться к регулированию температуры циркулирующих сред, а именно - к регуляторам температуры прямого действия, которые используются для автоматического поддержания температуры систем горячего водоснабжения, обратной воды отопления и т.д.
Такие регуляторы температуры известны, например, из патентов №2175142, 2001; №2269152, 2006; №27431, 2003.
Наиболее близким аналогом можно считать регулятор температуры по патенту РФ №2175142, 2001, который содержит корпус, клапан, седло и термосистему с силовым цилиндром, поршнем и штоком. Клапан выполнен в виде тарельчатого запорного органа, жестко прикрепленного к штоку. При изменении температуры подводимой рабочей среды под действием термочувствительной жидкости поршень и шток совершают поступательные перемещения, непосредственно передаваемые клапану, в результате чего изменяется проходное сечение между клапаном и седлом.
К недостаткам этого регулятора температуры следует отнести недостаточную надежность в работе, поскольку при увеличении температуры рабочей среды выше заданной клапан под действием штока упирается в седло, не реагируя на увеличение температуры. Возрастающее давление термочувствительной жидкости в силовом цилиндре может привести к его поломке. Для исключения этого регулятор температуры приходится делать более массивным, с увеличенными габаритами, что снижает его чувствительность к точности поддержания заданной температуры рабочей среды.
Патентуемое техническое решение направлено на создание регулятора температуры с меньшими размерами.
Технический результат, который достигается предложением, состоит в повышении надежности работы регулятора температуры при
обеспечении его высокой чувствительности и точности поддержания заданной температуры рабочей среды.
Для достижения этого технического результата в регуляторе температуры клапан отделен от штока и выполнен в виде поворотной пластины, не пересекающейся со штоком в закрытом положении клапана и имеющей возможность контактирования со свободным концом штока при ее повороте.
Исключение сочленения клапана и штока, а также их параллельность в закрытом положении клапана создают условия для беспрепятственного перемещения штока, то есть отсутствует воздействие штока на клапан и упирание последнего в седло под давлением термочувствительной жидкости, расширяющейся при увеличении температуры подводимой рабочей среды выше заданной. Это снижает вероятность поломки силового цилиндра и повышает надежность регулятора температуры. Выполнение клапана в виде поворотной пластины, с одной стороны, позволяет исключить жесткую механическую связь клапана со штоком, а, с другой стороны, обеспечивает контактирование со свободным концом штока при ее повороте, что сохраняет управление клапаном от перемещения штока и влияет на высокую чувствительность и точность поддержания заданной температуры рабочей среды регулятором температуры.
Дополнительным отличием патентуемого устройства является то, что свободный конец штока выполнен со скосом, обращенном в сторону поворотной пластины. При таком выполнении клапан при повороте контактирует с наиболее удаленной от оси поворотной пластины частью свободного конца штока, что обеспечивает высокую чувствительность и точность поддержания заданной температуры рабочей среды регулятора температуры.
Патентуемый регулятор температуры поясняется чертежом, где на фиг.1 схематично изображен его общий вид при закрытом положении
клапана; на фиг.2 - то же, при промежуточном положении клапана; на фиг.3 - то же, при полностью открытом клапане.
Регулятор температуры содержит корпус 1 с подводящим и отводящим патрубками, в котором расположены клапан 2 и седло 3, и термосистему, включающую заполненный термочувствительной жидкостью и расположенный вне корпуса 1 в регулируемой среде термобаллон 4, сообщенный капилляром 5 с силовым цилиндром 6, имеющим поршень 7 и шток 8, свободный конец которого располагается в полости корпуса 1. Клапан 1 отделен от штока, то есть они не сочленены, не связаны между собой жесткой механической связью. Клапан выполнен в виде поворотной на оси 9 пластины. Поворотная пластина клапана не пересекается со штоком в закрытом положении клапана (фиг.1), они параллельны. При повороте из закрытого положения поворотная пластина контактирует со свободным концом штока (фиг.2, фиг.3). Свободный конец штока имеет скос 10, обращенный в сторону поворотной пластины.
Регулятор настраивают на поддержание заданной температуры рабочей среды. В процессе настройки шток 8 и поворотная пластина устанавливаются в положение, соответствующее образованию необходимого проходного сечения между клапаном 2 и седлом 3 (фиг.2). Поворотная пластина клапана контактирует со свободным концом штока.
Поступающая в корпус 1 (по направлению стрелки) рабочая среда дросселируется через проходное сечение между клапаном и седлом, а затем отводиться из корпуса.
При увеличении температуры подводимой рабочей среды термочувствительная жидкость в термобаллоне 4 расширяется и, поступая по капилляру 5 в силовой цилиндр 6, перемещает поршень 7 и шток 8. При поступательном перемещении штока в полости корпуса 1 поворотная пластина поворачивается на оси 9 влево, что приводит к
уменьшению проходного сечения, и, следовательно, к уменьшению расхода рабочей среды.
При увеличении температуры подводимой рабочей среды выше заданной поворотная пластина занимает вертикальное положение, взаимодействуя с седлом и не пересекаясь со штоком (фиг.1). Ввиду отделения клапана от штока, последний беспрепятственно может перемещаться при возрастании температуры рабочей среды, что не приводит к поломке силового цилиндра и обеспечивает надежность работы регулятора температуры.
При уменьшении температуры подводимой рабочей среды термочувствительная жидкость сжимается, поршень и шток перемещаются вниз (в обратном направлении), под напором рабочей среды клапан поворачивается на оси 9 до контакта со скосом 10 свободного конца штока, увеличивая проходное сечение (фиг.2).
Поворотная пластина клапана обладает высокой чувствительность, к изменению перемещений штока силового цилиндра и обеспечивает высокую точность поддержания заданной температуры рабочей среды.
Повышение надежности эксплуатации и обеспечение высокой чувствительности и точности поддержания заданной температуры рабочей среды обуславливают создание регулятора температуры более компактного, с меньшими размерами.