ТЕРМОЗАПОРНЫЙ КЛАПАН

Полезная модель относится к бытовым и промышленным системам подачи газа и может быть использована для прекращения подачи газа в аварийных ситуациях, например, при пожаре.
Известен термозапорный клапан, содержащий корпус с двумя фланцами по его торцам с отверстиями под крепежные элементы. В корпусе имеется отверстие для прохода газа и размещен запорный механизм для перекрывания подачи газа, установленный на имеющейся в корпусе опоре и выполненный в виде закрепленной на штоке тарели с запорной поверхностью, имеющей возможность взаимодействия при перекрывании подачи газа с посадочной поверхностью корпуса. На поверхности штока выполнена канавка, имеющая коническую форму, в которой частично размещен стопорный элемент (шарик) в открытом положении клапана. В отверстии опоры расположены торцами друг к другу плавкая вставка и втулка, в отверстиях которых с возможностью осевого перемещения размещен шток. Во втулке имеется радиальное отверстие, в котором частично размещен стопорный элемент, имеющий возможность захода в канавку, выполненную в опоре в закрытом положении клапана. На поверхности штока имеется канавка для вытекания расплавленного материала плавкой вставки.
В исходном положении термозапорный клапан находится в открытом положении. Упругий элемент сжат и его усилие компенсируется стопорным элементом. Тарель не перекрывает газопроходное отверстие корпуса. В аварийной ситуации, например, при возникновении пожара, вследствие повышения температуры плавкая вставка расплавляется, в результате чего шток под действием упругого элемента начинает перемещение, приближая тарель к посадочному отверстию. Как только стопорный элемент займет положение напротив канавки, выполненной в опоре, стопорный элемент конической поверхностью канавки штока выдавливается частично в эту канавку, освобождая тем самым шток, который под действием упругого элемента резко перемещается до тех пор, пока запорная поверхность тарели не сядет на посадочную поверхность корпуса, что приводит к перекрыванию подачи газа.
(см. патент РФ на полезную модель №61834, кл. F16K 17/40, 2006 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа выполнения известного термозапорного клапана необходимо отметить, что данный клапан характеризуется значительными осевыми габаритами, что обусловлено расположением в корпусе тарели и механизма фиксации клапана в открытом положении, что вызывает неудобства при монтаже клапана в магистраль подачи газа, особенно, в магистраль, которая уже находится в эксплуатации, так как установка корпуса между фланцами газовой магистрали требует наличия свободного места, что приводит к необходимости обрезки части трубы и креплению на ней фланца. Кроме того, известная конструкция клапана характеризуется значительной массой (металлоемкостью).
Задачей настоящей полезной модели является разработка конструкции термозапорного клапана, имеющей незначительные осевые габариты, что позволяет размещать его в затесненных местах, а также технологичного в изготовлении и характеризующегося незначительной массой.
Поставленная задача обеспечивается тем, что в термозапорном клапане, содержащем корпус с осевым отверстием, в котором смонтирован запорный механизм, выполненный в виде подпружиненного в осевом направлении относительно корпуса штока с закрепленной на одном его конце тарелью с запорной поверхностью, имеющей возможность взаимодействия с посадочной поверхностью корпуса, втулки и плавкого элемента, установленных в расточке корпуса торцами друг к другу, в отверстиях которых с возможностью осевого перемещения размещен шток, на поверхности которого имеется канавка конической формы, а также как минимум, одного запорного элемента, частично размещенного в радиальном отверстии втулки и имеющего возможность захода в канавку штока в открытом положении тарели или в выполненную в корпусе канавку в закрытом положении тарели новым является то, что корпус выполнен в виде фланца, а шток и тарель запорного механизма выступают за его торцы.
При проведении патентных исследований, из уровня техники не выявлены решения, идентичные заявленному, а следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию охраноспособности «новизна».
Считаем, что сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления полезной модели.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлен термозапорный клапан, осевой разрез.
Термозапорный клапан содержит корпус 1, выполненный в виде фланца с отверстиями, диаметром «Д» под крепежные элементы. В корпусе имеется осевое отверстие для прохода газа. В отверстии корпуса 1 на опоре (позицией не обозначена) размещен запорный механизм для перекрывания подачи газа. В принципе, опору можно рассматривать как часть корпуса.
Запорный механизм выполнен в виде тарели 2, установленной на одном конце штока 3. Другой конец штока выполнен резьбовым и на его резьбе навинчена гайка 4. Тарель 2 имеет запорную поверхность «А», имеющую возможность взаимодействия с посадочной поверхностью «Б», выполненной в осевом отверстии корпуса при перекрывании подачи газа. В отверстии опоры расположены торцами друг к другу втулка 5 и плавкая вставка (термочувствительный элемент) 6. Для выхода расплавленного материала вставки 6 в опоре предусмотрены отверстия «Г». Шток 3 размещен в корпусе в отверстиях втулки и плавкой вставки и подпружинен относительно корпуса 1 упругим элементом 7, один конец которого упирается в гайку 4, а другой - в торец корпуса 1. На поверхности штока 3 выполнена канавка, преимущественно, конической формы, в которой частично расположен стопорный элемент (например, шарик) 8, который одновременно частично расположен в радиальном отверстие втулки 5 (канавка штока и радиальное отверстие втулки позициями не обозначены). На внутренней поверхности отверстия опоры выполнена канавка 9. Количество стопорных элементов может быть различным и зависти, в основном, от размеров клапана и усилия упругого элемента 7. В качестве материала плавкой вставки может быть использован сплав «Вуда».
Термозапорный клапан работает следующим образом.
Термозапорный клапан устанавливают в магистраль подачи газа. При установке клапана его монтируют между фланцами магистрали, для чего совмещают отверстия фланцевого корпуса 1 с отверстиями фланцев магистрали и фиксируют клапан крепежными элементами. Благодаря тому, что корпус 1 клапана имеет незначительную толщину, он легко и удобно монтируется между фланцами магистрали.
В исходном положении клапан находится в открытом положении и не препятствует подаче газа потребителям. В исходном положении клапана шток 3 находится во взведенном (в левом в плоскости чертежа) положении. Упругий элемент 7 при этом сжат. Поверхности «А» и «Б» при этом не контактируют друг с другом. Стопорный элемент 8 частично находится в конической канавке штока, а частично в радиальном отверстии втулки 5. Плавкий элемент 6 нагружен усилием сжатия, создаваемым упругим элементом 7.
В аварийной ситуации, например, при возникновении пожара, при превышении в зоне расположения клапана температуры, на которую рассчитана плавкая вставка 6, ее сплав расплавляется и вытекает через отверстие (отверстия) «Г», в результате чего упругий элемент 7 перемещает шток 3 в правое (в плоскости чертежа) положение. Как только при перемещении штока стопорный элемент 8 займет положение напротив проточки (канавки) 9, стопорный элемент конической поверхностью канавки штока выдавливается частично в это отверстие, освобождая тем самым, шток 3, который под действием упругого элемента 7 резко перемещается вправо (в плоскости чертежа) до контакта поверхностей «А» и «Б», что приводит к перекрыванию подачи газа.
Разработанная конструкция термозапорного клапана характеризуется незначительными осевыми габаритами корпуса, что позволяет снизить его металлоемкость и обеспечить легкий и удобный монтаж в газовую магистраль между имеющимися на ней фланцами без переделок магистрали.