CN103953746A - 非能动温控流体路径通断开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非能动温控流体路径通断开关，该通断开关设在流体管道管壁上，流体管道管壁上具有通流孔；该通断开关包括筒形侧壁及端盖，筒形侧壁固定在流体管道管壁上，端盖扣合在筒形侧壁顶端；筒形侧壁、端盖及流体管道管壁之间形成限位空间，限位空间内填充热形变填料，热形变填料内设有加热器；端盖上设有中心通孔，热形变填料上设有截断孔，热形变填料上的截断孔、端盖上的中心通孔及流体管道管壁上的流通孔形成所述的流体路径。本发明提供的非能动温控流体路径通断开关，利用截断孔的开启及关闭，实现了流体路径的通断切换；该通断切换的实现不需要外界干预，具有非能动特性；可靠性高，结构简单，无需巡检和日常维护。

Description

非能动温控流体路径通断开关

技术领域

本发明属于流体路径通断开关技术领域，具体涉及一种非能动温控流体路径通断开关。

背景技术

在工业生产中，流体路径的通断控制是一个基本问题。对于尺寸较大的通道，通常可使用各类阀门实现其控制，对于尺寸较小的孔洞，通断的转换则要依赖于精密的结构设计。本发明适合用于控制直径5mm及以下直径的孔洞。

以发明专利申请“自动温度控制阀”（申请号：01110186.5）为例，其方案利用记忆合金制成的弹簧响应温度变化，实现对阀头的控制，由于不需要外加驱动力，该阀门具有非能动特性，但其结构较为复杂，难以用于对小尺寸通道进行通断控制，同时双金属片产生的温差驱动力不可能太大，这也限制了该阀门在大尺寸大流量管道上的应用。再以实用新型专利“一种温度控制装置”（授权公告号：CN202599169U）为例，其方案采用微通道技术，通过一系列设备的组合提供了一种传热效率较高的温度控制装置，可以认为该产品是以精密结构设计为条件的。还有其他的一些例子，发明专利申请“温度控制的压强调节器”（申请号：201080005088.6）属于一种温控调节阀，发明专利“具有动态温度控制的基片支架”（授权公告号：CN100440422C）和发明专利申请“持续的实时排气温度容限控制”（申请号：200710086394.7）均可列为精密结构设计一类。

我国自主知识产权的第三代核电厂ACP1000，非能动热量导出系统设计是其应对严重事故的重要手段，可参见发明专利申请“双层混凝土安全壳非能动热量导出系统强化换热方法和装置”（申请号：201210090809.9）及发明“安全壳非能动热量导出系统换热器的换热管”（申请号：201120551527.5）。该系统置于安全壳顶部的非能动冷却水箱是核电厂的最终热阱。

如图2所示，是安全壳上设置的非能动冷却水箱12，该非能动冷却水箱12平时藉由设置在水箱12内U形排气管13中的水封与环境隔离以确保水质，为了避免U形排气管13内水体蒸发导致水封失效，在U形排气管13水平段上设有若干通流孔10以实现补水。一个不可回避的问题是这些通流孔10在事故工况下水箱内蒸汽排放时会导致一定量的冷却剂损失，因此需要一种手段使这些通流孔10平时处于打开状态，而在事故条件下关闭。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种非能动温控流体路径通断开关，能够实现流体路径的启闭；不需要外界干预，具有非能动特性，可靠性高，结构简单，无需巡检和日常维护。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：提供一种非能动温控流体路径通断开关，所述通断开关设在流体管道管壁上，所述流体管道管壁上具有通流孔，该通断开关包括筒形侧壁及端盖，所述筒形侧壁固定在流体管道管壁上，所述端盖盖合在筒形侧壁顶端，所述筒形侧壁、端盖及流体管道管壁之间形成限位空间，所述限位空间内填充热形变填料，所述热形变填料中设有加热器；所述热形变填料上设有截断孔，所述端盖上设有中心通孔，所述热形变填料上的截断孔、所述端盖上的中心通孔及所述流体管道管壁上的通流孔形成所述的流体路径。

进一步，所述热形变填料为均匀材质构成。

进一步，所述热形变填料为均匀材质的垫片或垫圈。

进一步，所述热形变填料为内部封装有低沸点液体的气囊或弥散有体积热敏感气泡的塑料。

进一步，所述热形变填料采用受热膨胀受冷收缩的材料。

进一步，所述热形变填料采用受热收缩受冷膨胀的材料。

本发明的有益技术效果在于：采用本发明的通断开关，通过在限位空间内填充热形变填料，利用热形变填料的体积可随温度的变化而改变的特性，实现截断孔的启闭，从而实现了流体路径的通断；该通断开关的启闭不需要外界干预，具有非能动特性，可靠性高，结构简单，无需巡检和日常维护。

附图说明

图1是本发明非能动温控流体路径通断开关的结构示意图；

图2是现有技术ACP1000非能动冷却水箱中U型排气管的结构示意图。

图中：

1-流体管道管壁       2-端盖              3-热形变填料

4-筒形侧壁           5-限位空间          6-截断孔

7-流体管道           8-加热器            9-加热器导线

10-通流孔            11-中心通孔         12-水箱

13-排气管

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1所示，是本发明提供的一种非能动温控流体路径通断开关，该通断开关设置在流体管道管壁1上，流体管道管壁1上具有通流孔10，当流体管道7内缺水时，可通过通流孔10向流体管道7内补水。

该通断开关包括筒形侧壁4及端盖2，筒形侧壁4固定在流体管道管壁1上，端盖2盖合在筒形侧壁4顶端；筒形侧壁4、端盖2及流体管道管壁1之间形成限位空间5，在限位空间5内填充热形变填料3，该热形变填料3的体积可随温度变化而改变；热形变填料3上设有截断孔6，端盖2上设有中心通孔11，热形变填料3上的截断孔6、端盖2上的中心通孔11及流体管道管壁1上的通流孔10形成所述的流体路径。本发明通过截断孔6的开启和关闭，实现流体路径的通断。

热形变填料3中设有加热器8，该加热器8由加热器导线9供电，以实现对热形变填料的加热；热形变填料3因温度改变发生变化时，限位空间使其形变的主要方向集中于截断孔的法向方向，以使热形变填料单位形变对于截断孔截面积变化的贡献最大，封堵整个截断孔，实现流体路径的关闭。

其中，热形变填料可以由均匀材质构成，如：具有均匀材质的垫片、垫圈或其他填充物；也可以是内部封装有低沸点液体的气囊或弥散有体积热敏感气泡的塑料。采用均匀材质更利于孔洞通断控制，即通断整定值更容易确定。

上述热形变材料3，可选择加热后收缩的材料，也可选为加热后膨胀的材料。因为热形变材料的选择不同，所以截断孔6启闭控制可采用以下不同的组合方案：

如截断孔6初始状态闭合，选用具有热缩性的热形变填料3，则温控流体路径通断开关具有高温开特性；其中，热缩性的热形变填料3可选用聚乙烯、聚烯烃等高分子材料。

如截断孔6初始状态开启，选用具有热胀性的热形变填料3，则温控流体路径通断开关具有高温关特性；其中，热胀性的热形变填料3可选用一般的塑料和橡胶材料。

如截断孔6初始状态关闭，选用具有冷缩性的热形变填料3，则温控流体路径通断开关具有低温开特性；其中，冷缩性的热形变填料3与热胀材料类似，可选用一般的塑料和橡胶材料。

如截断孔6初始状态开启，选用具有冷胀性的热形变填料3，则温控流体路径通断开关具有低温关特性。其中，冷胀性的热形变填料3与热缩材料类似，可选用聚乙烯、聚烯烃等高分子材料。

这样，温控流体路径通断开关就同时具有了能动与非能动两种特性。

本发明的非能动温控流体路径通断开关并不限于上述具体实施方式，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (6)

1.一种非能动温控流体路径通断开关，所述通断开关设在流体管道管壁（1）上，所述流体管道管壁（1）上具有通流孔（10），其特征是：该通断开关包括筒形侧壁（4）及端盖（2），所述筒形侧壁（4）固定在流体管道管壁（1）上，所述端盖（2）盖合在筒形侧壁（4）顶端；所述筒形侧壁（4）、端盖（2）及流体管道管壁（1）之间形成限位空间（5）；所述限位空间（5）内填充热形变填料（3），所述热形变填料（3）中设有加热器（8）；所述端盖（2）上设有中心通孔（11），所述热形变填料（3）上设有截断孔（6）；所述热形变填料（3）上的截断孔（6）、所述端盖（2）上的中心通孔（11）及所述流体管道管壁（1）上的通流孔（10）形成所述的流体路径。

2.如权利要求1所述的非能动温控流体路径通断开关，其特征是：所述热形变填料（3）为均匀材质构成。

3.如权利要求2所述的非能动温控流体路径通断开关，其特征是：所述热形变填料（3）为均匀材质的垫片或垫圈。

4.如权利要求1所述的非能动温控流体路径通断开关，其特征是：所述热形变填料（3）为内部封装有低沸点液体的气囊或弥散有体积热敏感气泡的塑料。

5.如权利要求1-4任一项所述的非能动温控流体路径通断开关，其特征是：所述热形变填料（3）采用受热膨胀受冷收缩的材料。

6.如权利要求1所述的非能动温控流体路径通断开关，其特征是：所述热形变填料（3）采用受热收缩受冷膨胀的材料。