КЛАПАН ТЯГИ ДЫМОХОДА

Полезная модель относится к запорно-регулирующей арматуре - задвижкам поворотным вокруг одной оси, но не имеющим другого движения, монтируемым в устройства для отвода дымовых газов в атмосферу от устройств  сжигания, в частности газовых печей. Клапан тяги дымохода  предназначен для стабилизации и компенсации избыточной силы тяги в дымоходах твердотопливных и газовых котлов, каминов и печей всех типов. Это залог энергосбережения и существенной экономии горючих ресурсов.
Известен клапан тяги дымохода, содержащий корпус, в котором  с возможностью поворота  на двух боковых опорах установлена  плоская  запорно-регулирующая заслонка, форма которой состоит  из двух  круговых сегментов,  сопряженных друг с другом  с образованием двух симметрично  расположенных  вырезов  для  указанных  опор,  а  заслонка снабжена  балансиром, расположенным  эксцентрично  относительно оси ее поворота  (FR1207495).
Недостатками данного клапана тяги являются сложность монтажа в дымоходе из-за отсутствия соответствующих средств  корпуса,  низкое быстродействие и  низкая надежность в связи со сложностью конструкции, включающей несколько валов и пружину.
Известен клапан тяги дымохода, содержащий корпус, в котором  с возможностью поворота  на двух боковых опорах установлена  плоская  запорно-регулирующая заслонка (лопасть, шибер),  форма которой состоит  из двух  круговых сегментов,  сопряженных друг с другом  с образованием двух симметрично  расположенных  вырезов  для  указанных  опор,  каждый  вырез  образован с  пересекающимися прямолинейными плоскими сторонами,  а  заслонка снабжена  расположенным  эксцентрично  относительно геометрической оси ее поворота (линии соединяющей опоры) балансиром  с  грузиком (SU 964354, прототип).
Недостатками данного клапана тяги являются сложность монтажа в дымоходе из-за отсутствия соответствующих средств непосредственно  у корпуса,  низкое быстродействие и  низкая надежность в связи со сложностью конструкции боковых опор, требующих регулировки и включающей втулки, вставленные в  заслонку, установка которых требует  обеспечения  и контроля соосности.
Технической проблемой, на разрешение которой направлено настоящее техническое решение является создание эффективного и удобного для использования (монтажа и эксплуатации) клапана тяги, а также расширение арсенала клапанов тяги.
Технический результат, обеспечивающий разрешение указанной проблемы заключается в обеспечении средств быстрой, простой  и надежной установки  клапана тяги в дымоходе, а также повышение быстродействия и надежности благодаря упрощению конструкции боковых опор. Одновременно упрощается операция настройки балансира, улучшается ремонтопригодность при необходимости демонтажа заслонки для очистки корпуса или замены заслонки. Кроме того, выполнение корпуса сварным, а большинства деталей  - из листовой  стали   направлено на упрощение технологии производства клапана в целом. Выполнение из нержавеющей стали позволяет обеспечить эксплуатацию клапана  в температурном диапазоне от -50 до +400°С.
Сущность полезной  модели заключается в том, что клапан тяги содержит корпус, в котором  с возможностью поворота  на двух боковых опорах установлена  плоская  запорно-регулирующая заслонка из двух  круговых сегментов,  сопряженных друг с другом  с образованием двух симметрично  расположенных  вырезов  для  указанных  опор,  каждый  вырез  образован с  пересекающимися прямолинейными сторонами,  а  заслонка снабжена  расположенным  эксцентрично  относительно геометрической оси ее поворота балансиром  с  грузиком,  при этом  корпус выполнен в виде ступенчатого стакана  с соединительным  профилем  под наружную установку присоединяемой трубы и снабжен  плоской кольцевой диафрагмой и соединенными  с ней заклепками   проставкой  и ограничителем, выполненными  в виде скобообразных плоских элементов,  боковые опоры заслонки расположены  на  внутреннем периметре диафрагмы, а заслонка выполнена из двух  круговых сегментов  разного диаметра, а ее вырезы образованны каждый двумя перпендикулярными друг к другу плоскими  сторонами, при этом балансир снабжен  регулировочным винтом,   на  котором установлен  грузик.
Предпочтительно, заслонка снабжена двумя выступами,  расположенными  у вершин  ее  вырезов  и  опертыми  с возможностью поворота  на  встречные уступы,  выполненные  на  внутреннем периметре диафрагмы, с образованием боковых поворотных опор заслонки.
Предпочтительно, балансир снабжен  закрепленной  к заслонке заклепкой с резьбовым отверстием, в котором перпендикулярно плоскости заслонки размещен винт балансира, выполненный с регулировочной головкой, и снабженный гайкой с контргайкой для фиксации положения  грузика  балансира  между ними.
Предпочтительно, диафрагма закреплена к торцу корпуса  фальцевым соединением.
Предпочтительно,  ограничитель выполнен  с внутренним диаметром, меньшим диаметра каждого из  сегментов заслонки.
Предпочтительно,  проставка  и ограничитель  снабжены   приливами по краям  с отверстиями для заклепок.
Предпочтительно,  диафрагма, заслонка,  проставка  и ограничитель   вырезаны  из листовой нержавеющей стали, а стакан  выполнен сварным  из    нержавеющей стали.
На чертеже фиг.1 изображена схема монтажа клапана тяги дымохода с трех возможных случаях его установки; на фиг.2 - вид спереди клапана тяги дымохода; на фиг.3 - вид сверху по фиг.1; на фиг.4 - вид сзади по фиг.1; на фиг.5 - разрез Б-Б по фиг.4; на фиг.6 - проставка; на фиг.7 - ограничитель; на фиг.8 - диафрагма; на фиг.9 - заслонка (деталь клапан, идентичные термины: лопасть, шибер).
На чертежах обозначены:  диафрагма - 1;  заслонка  - 2;проставка - 3; ограничитель - 4; корпус (стакан) - 5;  резьбовая заклепка - 6; вытяжные заклепки -  7; фальцевое соединение - 8; шляпка - 9 винта;  выступы (усики заслонки) - 10; балансир - 11; винт -  12;  гайка - 13; грузик - 14; уступы - 15 диафрагмы, кольцевой поясок - 16 корпуса; расположение клапана  тяги дымохода ниже выхода дымовых газов - 17; расположение клапана  тяги дымохода выше выхода дымовых газов - 18; расположение клапана тяги дымохода непосредственно за котлом - 19, присоединяемая дымовая труба (дымоход) - 20, отопительный котел - 21.
1
2
Клапан тяги дымохода  содержит корпус 5, в котором  с возможностью поворота  на двух боковых опорах установлена  плоская  запорно-регулирующая заслонка (деталь клапан)  2, форма которой состоит  из двух  круговых (круг — часть плоскости, лежащая внутри окружности) сегментов с радиусами R и R,  сопряженных друг с другом  своими хордами с образованием двух симметрично  расположенных  вырезов  для  указанных  опор.  Каждый  вырез  образован с  пересекающимися прямолинейными плоскими сторонами,  а  заслонка 2 снабжена  расположенным  эксцентрично  относительно геометрической оси ее поворота (линии соединяющей опоры) балансиром 11  с  грузиком 14.
Корпус 5 выполнен в виде ступенчатого стакана  с соединительным  профилем  - кольцевым пояском 16 трапецеидального сечения  под наружную установку присоединяемой трубы 20 и снабжен  плоской кольцевой диафрагмой 1  и соединенными  с ней заклепками   7 проставкой 3 и ограничителем 4, выполненными  в виде скобообразных (дугообразных, неполнокольцевых) плоских элементов.  Проставка 3  может быть выполнена в количестве  3 шт. элементов  разной толщины (2 шт-0,5 мм; 1 шт-0,8 мм).
Боковые опоры заслонки 2 расположены  на  внутреннем периметре диафрагмы 1, а заслонка 2 выполнена в форме, состоящей из двух  круговых сегментов  разного диаметра, а ее вырезы образованны каждый двумя перпендикулярными друг к другу плоскими  сторонами (лысками). При этом балансир 11 снабжен  регулировочным винтом 12,   на  котором установлен  грузик 14  балансира.
Заслонка 2 снабжена двумя параллельными  перпендикулярными ее плоскости выступами (усиками) 10,  расположенными  у вершин  ее  вырезов  и  опертыми  с возможностью поворота  на  встречные уступы 15,  выполненные  на  внутреннем периметре диафрагмы 1, с образованием  введенными во взаимодействие элементами 10,15 боковых поворотных опор   заслонки 2.
Балансир 11 снабжен  закрепленной  к заслонке резьбовой заклепкой 6 с резьбовым отверстием, в котором перпендикулярно плоскости заслонки 2 размещен винт 12 балансира, выполненный с регулировочной головкой (шляпкой) 9, и снабженный гайкой  13 с контргайкой  (не обозначена)  для фиксации положения  грузика 14  балансира  на винте  12 между ними.
Диафрагма 1 закреплена    к торцу меньшего диаметра корпуса (стакана) 5  фальцевым соединением 8.
3
Ограничитель 4 выполнен  с внутренним диаметром с радиусом R, меньшим диаметра каждого из  сегментов заслонки 2.
Проставка 3 и ограничитель 4 снабжены  приливами (не обозначены) по краям  с отверстиями для вытяжных заклепок 7.
Диафрагма 1, заслонка 2,  проставка 3  и ограничитель 4 вырезаны  из листовой нержавеющей стали AISI 430,  а корпус (стакан) 5  выполнен сварным  из    нержавеющей стали AISI 430.
Диафрагма 1, заслонка (деталь клапан) 2, проставка 3 и ограничитель  4 изготавливаются на лазерном станке из плоского листа нержавеющей стали в соответствии с чертежом.  Стакан 5  клапана тяги производится из метровой трубы с продольным сварным швом «встык»  TIG-сваркой. Труба разрезается на лазерном 3D станке на заготовки необходимой длины (зависит от системы дымохода). Далее, на заготовке стакана 5 клапана тяги, производят формирование пояска 16  соединительного профиля  (Папа или Мама) методом расширения  с последующей докаткой профиля. Так же производится лазерная маркировка с отражением полной информации о данном изделии в  QR-коде и основной  - в текстовом виде.
Далее производится сборка клапана тяги.
Диафрагма  1 крепится посредством фальцевого соединения  8 к стакану 5. Далее к заслонке 2 устанавливают резьбовую заклепку 6 из нержавеющей стали.
Затем кладется  к диафрагме 1 заслонка 2  изнутри, далее прикладываем изнутри проставку 3, сверху накладывается ограничитель 4. Собранный пакет  крепятся на три вытяжные заклепки 7 из нержавеющей стали.
Финальная операция, при которой  балансир 11 крепится к заслонке 2, при этом шляпка 9  винта 12 остается снаружи, грузик 14  фиксируется   гайкой 13 и контргайкой - внутри. Затем производится настройка клапана тяги.
.
Настройка клапана тяги осуществляетсявручную
Клапан тяги настраивается с помощью балансира 11 на заслонке 2. При повороте регулирующего  винта 12 балансира по часовой стрелке сила тяги увеличивается «+»; при повороте против часовой стрелки сила тяги будет уменьшаться «-», т.к забор воздуха будет осуществляться из котельного помещения.
Клапан тяги дымохода - осуществляет  стабилизацию и компенсацию избыточной силы тяги в дымоходах твердотопливных и газовых котлов, каминов и печей всех типов.
Эксплуатация клапана тяги дымохода  при  его расположении,  обозначенном 17 - ниже выхода дымовых газов из котла 21 наиболее оптимален и исключает возможность его загрязнения продуктами горения. При расположении, обозначенном 18 -  выше выхода дымовых газов, а также  при расположении, обозначенном 19 -  непосредственно за котлом 21,  необходимо отступать от оси дымохода 20 на 20-25 см, для уменьшения загрязнения клапана тяги продуктами горения (сажа, смола). В процессе работы отопительной системы,  если сила тяги в дымоходе 20 начинает превышать свои оптимальные значения, то в клапане  тяги заслонка 2 поворачивается усиками 10 на уступах  15 диафрагмы 1 и  открывается проходное сечение стакана 5, что  понижает давление и термическую силу подъема благодаря воздуху, поступающему из помещения и смешивающемуся с дымовыми газами. Клапан  тяги будет оставаться открытым до тех пор, пока температура не спадет и не достигнет оптимальной отметки. Далее, заслонка  2 автоматически прикрывается или полностью  закроется, дымоход 20  и отопительная система продолжат свое исправное функционирование. Топливо в  котле 21 будет сжигаться равномерно, а расходоваться экономно, все тепло остается в помещении. В результате исключается возможность проникновения дыма и гари в помещение, а также уменьшается загрязнение окружающей среды.
При необходимости ремонта, прочистки дымохода 20 или замены заслонки 2, ее усики 10  просто снимаются с уступов 15 диафрагмы 1, а затем также легко ставятся обратно.
Работа предлагаемого  клапана тяги дымохода отличается простотой и эффективностью. Использование заявляемого клапана тяги позволяет продлить время горения топлива в среднем до 15%, избежать нестабильного горения.  Благодаря наличию ограничителя 4 во всех случаях исключается случайное проворачивание заслонки 2 из положения «закрыто» в положение «открыто» или наоборот. Такая ситуация могла бы нарушить процесс горения и создать опасность здоровью человека.
Выполнение деталей  1,2,3,4,5  клапана тяги  из    нержавеющей стали AISI 430  позволяет  длительно эксплуатировать клапан тяги  в температурном диапазоне  от -50 до +400°С.
В результате настоящего технического решения  обеспечена возможность быстрой, простой  и надежной установки заслонки  клапана тяги в диафрагме, диафрагмы в корпусе  и корпуса (стакана) клапана тяги в дымоходе, а также повышение быстродействия и надежности благодаря упрощению конструкции боковых опор заслонки. Одновременно упрощается операция настройки балансира. Улучшается ремонтопригодность при необходимости демонтажа заслонки для очистки корпуса или замены заслонки. Кроме того, выполнение корпуса сварным, а большинства деталей  - из листовой  стали   направлено на упрощение технологии производства клапана в целом.