EA030132B1

EA030132B1 - Температурно-регулируемые клапаны

Info

Publication number: EA030132B1
Application number: EA201591344A
Authority: EA
Inventors: Марк Кеннет Миллер; Кевин Эндрю Хоулихан
Original assignee: Активэлв Лимитед
Priority date: 2013-01-14
Filing date: 2014-01-03
Publication date: 2018-06-29
Also published as: WO2014108669A1; GB201300560D0; CN106461106A; GB2509751B; CN106461106B; EP2943704B1; US20150345653A1; GB2509751A; EA201591344A1; EP2943704A1; ES2689472T3; US9976667B2; CL2015001935A1

Abstract

Регулятор обеспечивает открывание или закрывание клапана в результате превышения порогового значения температуры наружной среды, например, для предотвращения дальнейшей подачи воды в трубопроводы, которые могли замерзнуть и лопнуть. Выходной вал (4) воздействует на шток клапана для его вращения между открытым и закрытым положениями. Плоская спиральная пружина (8) смещает выходной вал в направлении одного из указанных положений, но при этом его перемещение ограничивается защелкой (28) до тех пор, пока термический привод (30) не срабатывает механически для расцепления защелки в результате воздействия изменения температуры. Защелка может представлять собой собачку (28), воздействующую на храповое колесо (22), что обеспечивает вращение выходного вала (4) в одном направлении, но не в противоположном направлении. Храповое колесо (22) может быть установлено на входном валу (14), который соединен с выходным валом (4) через блок шестерен (16-19) для создания передаточного отношения при повороте выходного вала (4), преодолевая воздействие пружины (8).

Description

изобретение относится к клапанам для регулирования подачи воды или иных жидкостей по трубопроводам, которые подвержены разрыву при замерзании воды в трубах. Настоящее изобретение, в частности, применимо к запорным кранам для регулирования потока воды, поступающей в жилые или нежилые помещения из источников общественного водоснабжения. Настоящее изобретение также может быть использовано для регулирования подачи воды в трубопроводы, расположенные вне здания и подверженные воздействию пониженных температур в регионах с холодным климатом. Кроме того, клапан может быть применим для регулирования потока воды из резервуара для хранения воды или потока газа из источника снабжения.

Предпосылки к созданию изобретения

Проблема замерзших водопроводных труб хорошо известна. В том случае, когда водопроводная труба подвергается воздействию низких температур наружной среды, существует риск замерзания воды в трубопроводе. Образующийся лед занимает больший объем, чем вода, и может вызвать разрыв трубы, в результате чего после таяния льда может происходить утечка воды из лопнувшей трубы. Лопнувшие трубы являются серьезной проблемой на тех участках, на которых водопроводные трубы проложены в неизолированных чердачных помещениях или проходят рядом с холодными внешними стенами здания. Вода, которую продолжают подавать в трубы под давлением магистрального трубопровода, может вытекать из труб и литься водопадом по всем этажам здания, тем самым вызывая значительные повреждения. Риск возникновения течи увеличивается на нежилых объектах ввиду того, что температура может упасть ниже точки замерзания, в результате чего образовавшиеся утечки могут быть не замечены в течение длительного периода времени.

Предложено решение проблемы замерзших труб, которое предусматривает использование температурно-регулируемого клапана для перекрывания подачи воды в том случае, если температура падает до точки замерзания. В том случае, если воду подают из резервуара для хранения воды, а не из магистрального водопровода, существует альтернативный вариант, заключающийся в открывании клапана для слива воды из резервуара при достижении температуры замерзания и в предотвращении риска неконтролируемой утечки воды из-за разрыва трубопровода. Третий вариант заключается в открывании клапана в целях обеспечения постоянного протекания небольшого потока воды через спускную трубу, т.к. вероятность замерзания текущей воды несколько ниже, чем стоячей воды. Во многих случаях работой таких температурно-регулируемых клапанов управляют электронные средства контроля, реагирующие на входные сигналы, поступающие от температурных датчиков. Тем не менее, было бы предпочтительным найти техническое решение, не зависящее от источников электропитания.

В патенте США № 5427132 со ссылкой на фиг. 8 и 9 раскрывается температурно-регулируемый запорный клапан, работа которого регулируется с помощью термического привода с восковым элементом. При низких температурах воск в приводе сжимается, в результате чего за счет хода поршня, действующего через конструкцию с реечной передачей, обеспечивается поворот элемента клапана на четверть оборота. Тем не менее, непосредственная связь между приводом и клапаном создает две явные проблемы. Во-первых, маловероятно, что такой привод способен создать достаточное усилие (или в альтернативном случае достаточное смещение поршня) для поворота клапана и его плотного закрывания. Вовторых, при повышении температуры из-за расширяющегося воска в приводе происходит повторное открывание клапана и возобновление потока воды, вытекающей через любой разрыв трубопровода, который образовался в результате пониженных температур.

Краткое изложение существа изобретения

Настоящее изобретение предусматривает создание регулятора температурно-регулируемого клапана по п.1.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает создание способа приведения в действие температурно-регулируемого клапана по п.13.

Предпочтительные, но не существенные признаки настоящего изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Настоящее изобретение позволяет решить проблемы, присущие предшествующему уровню техники, так как в данном случае используется аккумулированная в пружине энергия для перемещения клапана в его второе положение. Термический привод способен только генерировать достаточную энергию, создавать достаточное усилие и обеспечивать смещение на достаточное расстояние для расцепления защелки, что намного упрощает конструкцию, в результате чего достаточным является использование стандартного привода.

При стандартном применении настоящего изобретения для регулирования потока воды, подаваемого из внешнего источника снабжения, например, вместо бытового запорного крана, настоящее изобретение не предназначено для предотвращения разрыва труб. Трубопровод за клапаном, как правило, остается заполненным водой даже при закрытом клапане, и, таким образом, трубопровод, так или иначе, подвержен замерзанию, поэтому настоящее изобретения предназначено для предотвращения повреждения, вызванного возобновлением подачи воды по трубопроводу, после его разрыва и образования течи. Непосредственно после расцепления защелки клапан надежно удерживается за счет воздействия усилия пру- 1 030132

жины до тех пор, пока он не будет установлен вручную в исходное положение, что может быль отложено на более поздний срок после завершения проверки на наличие повреждений.

Описание чертежей

Фиг. 1 - вид спереди регулятора температурно-регулируемого клапана, не установленного в корпусе, в соответствии с настоящим изобретением;

фиг. 2 - вид справа регулятора клапана на фиг. 1; фиг. 3 - вид сзади регулятора клапана на фиг. 1;

фиг. 4 - вид спереди регулятора клапана на фиг. 1, установленного в корпусе; фиг. 5 - вид справа регулятора клапана на фиг. 4; фиг. 6 - вид сзади регулятора клапана на фиг. 4;

фиг. 7 - развёрнутый вид в перспективе выходного вала регулятора клапана в соответствии со вторым примером осуществления настоящего изобретения, иллюстрирующий первый альтернативный вариант расцепляющего механизма;

фиг. 8 - вид в поперечном сечении по оси выходного вала регулятора клапана на фиг. 7;

фиг. 9 - вид спереди третьего примера осуществления регулятора температурно-регулируемого

клапана в соответствии с настоящим изобретением, иллюстрирующий два альтернативных блокировочных устройства, увеличенный вид которых схематически показан на фиг. 9А и 9В;

фиг. 10 - вид в перспективе части четвертого примера осуществления регулятора клапана в соответствии с настоящим изобретением, иллюстрирующий второй альтернативный вариант расцепляющего механизма;

фиг. 11 - развёрнутый вид в перспективе компонентов расцепляющего механизма на фиг. 10.

Регулятор температурно-регулируемого клапана на фиг. 1- 6 включает корпус 2 (показан на фиг. 46), в котором выходной вал 4 установлен для вращения вокруг своей оси. На одном конце выходного вала 4, который выступает наружу за пределы корпуса 2, выполнено глухое отверстие 6, предназначенное для установки в нем штока (не показан) регулируемого клапана. Как проиллюстрировано на чертеже, глухое отверстие 6 в целом имеет квадратное поперечное сечение, предназначенное для зацепления с квадратным штоком клапана стандартного запорного крана для бытового водоснабжения в странах Европы. Такой запорный кран установлен на магистральном водопроводном трубопроводе, подсоединенном к зданию, и для его перевода из нормально открытого в нормально закрытое положение требуется четверть оборота. Безусловно, глухое отверстие может иметь такой размер и ему может быть придана такая форма, чтобы оно соответствовало поперечному сечению любого иного типа штока клапана; в другом случае, выходной вал 4 может выступать за пределы корпуса 2 для зацепления с углублением в штоке клапана. Для установки корпуса 2 регулятора клапана рядом с клапаном предусматривается такое устройство, как монтажная плита (не показана). Корпус 2 может быть выполнен в форме кожуха, включающего две части, соединяемые вместе с помощью винтов 7 или иных крепежных устройств.

Плоская спиральная пружина 8 спирально навита вокруг выходного вала 4. Внутренний конец пружины 8 закреплен в канале 10 в выходном валу 4, и наружный конец 12 пружины прикреплен к корпусу

2. При повороте выходного вала 4 в направлении открывания клапана (т.е. в направлении против часовой стрелки, если смотреть на фиг. 1) пружина 8 сжимается, действуя силой упругости на выходной вал 4, и поджимает клапан в направлении назад к его закрытому положению. Вал 4 и пружина 8 могут быть расположены таким образом, чтобы даже при нахождении клапана в нормально закрытом положении пружина 8 продолжала прилагать к нему усилие, в результате чего обеспечивается полное закрытие клапана, и клапан остается в закрытом положении под воздействием пружины 8.

Входной вал 14 также установлен в корпусе 2 с возможностью вращения. Один конец входного вала 14 выступает из корпуса 2, отходя от поверхности, противоположной поверхности, от которой выступает конец выходного вала 4. Таким образом, входной вал 14 направлен в сторону от клапана. Выступающий конец входного вала 14 может быть выполнен с цельным маховичком (не показан), либо со шлицами, либо с иными приемлемыми средствами (не показаны) для крепления маховичка. Маховичок предпочтительно выполнен в виде колеса, аналогичного колесу, которое стандартно крепится к запорным кранам. Преимущество маховичка в виде колеса заключается в том, что он вращается в пределах своего диаметра, в то время как вокруг концевой рукоятки необходимо создать пространство для ее вращения без блокировки или возникновения повреждений.

Входной вал 14 соединен с выходным валом 4 через блок шестерен, который создает передаточное отношение при использовании маховичка, установленного на входном валу 14, для открывания клапана, преодолевая сопротивление плоской спиральной пружины 8. В проиллюстрированном примере осуществления настоящего изобретения блок шестерен включает четыре шестерни 16, 17, 18, 19 и промежуточный вал 20, установленный с возможностью вращения в корпусе 2. Первая шестерня 16 установлена на входном валу 14; вторая и третья шестерни 17, 18 установлены на промежуточном валу 20; и четвертая шестерня 19 установлена на выходном валу 4. Каждая шестерня вращается вместе с валом, на котором она установлена. Первая шестерня 16 входит в зацепление со второй шестерней 17 с передаточным отношением 3:1, и третья шестерня 18 входит в зацепление с четвертой шестерней 19 с передаточным отношением 4:1, при этом весь блок шестерен создает передаточное отношение 12:1. Безусловно, количе- 2 030132

ство шестерен и отношения между ними могут быть изменены в целях соответствия особенностям каждого примера осуществления настоящего изобретения. Как видно на фиг. 3, в данном примере осуществления настоящего изобретения четвертая шестерня 19 может представлять собой только секторную шестерню, т.к. с помощью выходного вала 4 обеспечивается поворот клапана только на 90°.

На входном валу 14 также установлено храповое колесо 22. Коромысло 24 установлено на корпусе 2 и способно вращаться вокруг поворотной оси 26, при этом собачка 28 на коромысле 24 может входить в зацепление или выходить из зацепления с зубьями храпового колеса 22. Собачка функционирует в качестве защелки для предотвращения поворота шестерни в одном направлении (в направлении против часовой стрелки, если смотреть на фиг. 3). Таким образом, зацепление собачки 28 с храповым колесом 22 воздействует на весь блок шестерен 16, 17, 18, 19, ограничивая тем самым вращение выходного вала 4 и предотвращая закрывание клапана под воздействием плоской спиральной пружины 8. Собачка 28 не предотвращает вращение храпового колеса 22 в противоположном направлении (по часовой стрелке на фиг. 3), вследствие чего существует возможность поворачивать маховичок и вращать входной вал 14 для открывания клапана.

Термический привод 30 также установлен внутри корпуса 2. Могут быть использованы различные типы термического привода, которые создают линейное перемещение в виде механического отклика на изменение температуры внешней среды. Примеры включают элементы, выполненные из сплавов с памятью формы и биметаллических пластин или чашеобразных конструкций. Предпочтительно, чтобы отсутствовала необходимость во внешнем источнике питания. На чертежах проиллюстрирован предпочтительный тип привода 30, представляющий собой термический привод с восковым элементом. Термический привод включает поршень 32, перемещающийся в направляющей 34 в результате воздействия теплового расширения или сжатия массы воска или иного материала (не показано на чертежах). Для втягивания поршня 32 во внутрь направляющей 34 в результате воздействия сжатия материала может потребоваться внутренняя или наружная возвратная пружина (не показана). Термические приводы с восковым элементом имеются в свободной продаже, и подробное описание их конструкции и работы не является частью настоящего изобретения.

В данном примере осуществления настоящего изобретения крюк 38 выполнен на конце коромысла 24, которое находится на расстоянии от собачки 28. Крюк 38 входит в зацепление с ушком 36, выполненным на конце поршня 32 термического привода 30. При падении температуры наружной среды ниже порогового значения, приближающегося к точке замерзания, поршень 32 втягивается, и ушко 36 опускается на крюк 38. Это вызывает вращение коромысла 24 вокруг поворотной точки 26 и отход собачки 28 вверх от зубьев храпового колеса 22. В результате этого обеспечивается свободное вращение храпового колеса 22, входного вала 14, блока шестерен 16-19 и выходного вала 4 за счет энергии, аккумулированной в плоской спиральной пружине 8, при этом регулятор клапана приводит в движение клапан для его перемещения в закрытое положение и предотвращает поступление потока воды в трубопроводы, подверженные замерзанию.

Регулятор клапана может быть снабжен одним или несколькими расцепляющими механизмами, которые могут приводиться в действие вручную для закрывания клапана с использованием энергии плоской спиральной пружины 8 даже в том случае, если температура наружной среды не снизилась ниже порогового значения. Как показано на фиг. 1-6, конец коромысла 24, находящийся на расстоянии от термического привода, снабжен расцепным рычагом 40, который выступает за пределы корпуса 2 (фиг. 4). Пользователь может вручную поднимать расцепной рычаг 40 для расцепления собачки 28 от храпового колеса 22 и разблокировывать механизм для приведения клапана в закрытое положение. Ушко 36, выполненное на поршне 32 привода 30, является достаточно большим по размеру и, таким образом, не препятствует перемещению вручную коромысла 24.

Очевидно, что расцепной рычаг также мог бы быть выполнен на конце коромысла 24 в непосредственной близости от термического привода, и в этом случае необходимо было бы отжать рычаг для разблокировки механизма. В других примерах осуществления настоящего изобретения расцепной рычаг мог бы поворачиваться на 90° и отходить от верхней части корпуса 2. За счет создания приемлемых соединений внутри корпуса 2 расцепной рычаг или нажимная кнопка, расположенные на любом участке снаружи корпуса, могли бы быть установлены для осуществления требуемого перемещения коромысла 24.

Запорные краны и иные клапаны зачастую устанавливают в труднодоступных местах, в связи с этим можно предпочтительно установить дистанционно управляемый расцепляющий механизм. В данном примере осуществления настоящего изобретения дистанционно управляемый расцепляющий механизм включает цилиндр 42 и поршень 44, перемещающийся внутри цилиндра (фиг. 1). Выступающая часть поршня соединена с коромыслом 24 таким образом, чтобы при выдвинутом положении поршень поднимал собачку 28, отодвигая ее от зубьев храпового колеса 22. Гибкая трубка (не показана) соединяет цилиндр 44 с дистанционным выключателем на участке, удобном для пользователя. При манипулировании выключателем вручную с помощью трубки может осуществляться пневматическое, гидравлическое или механическое (например, используя трос Боудена) управление работой поршня 42.

На фиг. 7 и 8 проиллюстрирован пример осуществления настоящего изобретения, включающий альтернативный расцепляющий механизм. В указанном примере осуществления настоящего изобретения

- 3 030132

четвертая шестерня 19 блока шестерен не соединена напрямую с выходным валом 4, а посредством передаточного валика 50. Передаточный валик 50 проходит через противостоящие прорези 52, выполненные в выходном валу 4, и выступает за пределы прорезей 52, входя в зацепление с противолежащими элементами в виде пазов 54 под валик, выполненными в четвертой шестерне 19. Как проиллюстрировано на чертежах, имеется две пары противолежащих пазов 54 под валик, однако также возможно выполнить одну пару или несколько пар пазов (чем больше пар пазов 54 под валик имеется в шестерне, тем меньше угол, на который произойдет поворот шестерни 19 прежде, чем пара пазов 54 под валик сможет войти в зацепление с передаточным валиком 50). В указанной конфигурации передаточный валик 50 передает крутящий момент между четвертой шестерней 19 и выходным валом 4 таким образом, чтобы механизм функционировал, как описано со ссылкой на фиг. 1-6.

Выходной вал 4 в указанном примере осуществления настоящего изобретения является полым, и по центру вала проходит штифт расцепления 56. Вблизи одного конца штифт расцепления 56 перфорирован с выполнением поперечного отверстия 58, окружающего передаточный валик 50 между пазами 52 выходного вала. Другой конец 60 штифтового упора 56, являясь концом, расположенным на расстоянии от клапана, выступает за пределы корпуса 2 наружу и заканчивается кнопкой расцепления 62, которая может быть выполнена как единое целое со штифтовым упором 56 или может являться отдельным компонентом, как показано на чертеже. Возвратная пружина 64 смещает штифт расцепления 56 в направлении наружу (т.е. в направлении его выступающего конца), в результате чего обеспечивается зацепление передаточного валика 50 со шпоночными пазами 54.

При нажатии вручную на кнопку расцепления 62 штифт расцепления 56 приводится в движение в направлении вниз (как показано на фиг. 8), и передаточному валику 50 передается его движение таким образом, чтобы обеспечивалось его перемещение вдоль продольно совместимых пазов 52 в стенках выходного вала 4 и выход из зацепления с пазами 54 под передаточный валик в четвертой шестерне 19. В результате этого происходит рассоединение блока шестерен 16-19 с выходным валом 4 таким образом, чтобы выходной вал оказался разблокированным для обеспечения его свободного вращения и закрывания клапана под воздействием плоской спиральной пружины 8 даже несмотря на то, что входной вал 14 и блок шестерен 16-19 остаются заблокированными и не способны вращаться ввиду зацепления между собачкой 28 и храповым колесом 22 (входной вал 14, храповое колесо 22 и собачка 28 не показаны на фиг. 7 и 8, но могут быть идентичны указанным элементам на фиг. 1-3).

На фиг. 8 также схематично проиллюстрирован индикатор состояния 66, установленный на выходном валу 4, который вращается вместе с валом 4 и который можно видеть снаружи корпуса 2, например, через отверстие или окошко (не показаны). Это позволяет пользователю беспрепятственно видеть, в каком положении находится клапан - открытом или закрытом.

Регулятор клапана может быть дополнительно снабжен блокировочным устройством, которое в противоположность расцепляющему механизму предотвращает закрывания клапана регулятором даже в том случае, если температура наружной среды опускается ниже порогового значения. На фиг. 9 проиллюстрирован регулятор клапана в соответствии с настоящим изобретением, который лишь незначительно отличается от представленного на фиг. 1-6 варианта тем, что в нем имеется два альтернативных типа блокировочных устройств. Как правило, нет необходимости включать оба типа блокировочных устройств в один регулятор клапана.

На фиг. 9А представлено блокировочное устройство, в котором используется стопорный штифт 70 для предотвращения вращения четвертой шестерни 19. Такие стопорные штифты имеются в свободной продаже. Стопорный штифт 70 установлен в отверстии в корпусе 2 таким образом, чтобы маховичок 72 выступал за пределы корпуса. При вращении маховичка 72 происходит перемещение стопорного штифта 74 внутрь корпуса, в котором он входит в зацепление с одним из ряда отверстий 76, выполненных по периметру четвертой шестерни 19, и стопорит вращение четвертой шестерни и соединенного с ней выходного вала 4 даже при расцеплении собачки 28. Очевидно, что стопорный штифт 70 мог бы выполнять свою функцию аналогичным образом за счет зацепления с любой из других шестерен 16, 17, 18, 22.

На фиг. 9В представлено блокировочное устройство, в котором используется вторая блокировочная собачка 78, входящая в зацепление с храповым колесом 22 независимо от первой собачки 28. Блокировочная собачка 78 может быть отжата для зацепления с храповым колесом 22 с помощью кнопки 80, расположенной снаружи корпуса 2. В результате этого блокировочная собачка 78 предотвращает вращение храпового колеса 22 и функционирование всего остального механизма таким образом, чтобы невозможно было закрыть клапан даже в том случае, если происходит автоматическое расцепление первой собачки 28 с помощью термического привода 30. Следует отметить, что соединение между кнопкой 80 и собачкой 78 блокировочного устройства предусматривает определенную степень свободы таким образом, чтобы обеспечивалось перемещение собачки 78 над зубьями храпового колеса 22 при вращении шестерни в направлении против часовой стрелки (как показано на фиг. 9) во время вращения маховичка 82 для открывания клапана.

Кнопка 80 может быть снабжена выступающим захватом (не показан) для отведения кнопки вверх в том случае, когда существует необходимость в расцеплении блокировочной собачки 78.

На фиг. 10 проиллюстрирован второй альтернативный вариант расцепляющего механизма приме- 4 030132

нительно к выходному валу 4 и коромыслу 24. Элементы расцепляющего механизма представлены в разобранном виде на фиг. 11. Первый конец звена 90 соединен с концом коромысла 24 рядом с точкой, в которой коромысло 24 входит в зацепление с термическим приводом. Второй конец звена 90 включает вырез 92, охватывающий штифт расцепления 94. Штифт расцепления 94 включает скошенную кулачковую поверхность 95, которая входит в зацепление с вырезом 92 звена 90.

Первый конец штифта расцепления 94 размещен в углублении в конце выходного вала 4. Второй конец штифта расцепления 94 выступает из корпуса 2 и включает соединительное приспособление 96 для кнопки расцепления 98, расположенной снаружи корпуса 2. Цилиндрическая винтовая пружина 99 смещает штифт расцепления 94 и кнопку расцепления 98 в направлении наружу.

Для закрывания стопорного клапана вручную пользователь нажимает на кнопку расцепления 98, преодолевая сопротивление пружины 99. Перемещение скошенной кулачковой поверхности 95 воздействует на вырез 92, оттягивая при этом звено 90 в направлении в основном параллельном его длине. Это, в свою очередь, приводит во вращение коромысло 24 вокруг точки поворота 26 и расцепляет собачку 28 и храповое колесо 22 таким образом, чтобы плоская спиральная пружина 8 была разблокирована и воздействовала на клапан для его закрывания, как было описано выше.

Несмотря на то, что штифт расцепления 94 настоящего примера проиллюстрирован на чертеже как соосно совмещенный с выходным валом 4 и размещенный в нем, штифт расцепления 94 фактически не вращается с выходным валом 4 или иным образом не входит с ним в какое-либо полное зацепление. Таким образом, штифт расцепления 94, кнопка расцепления 98 и второй конец звена 90 могут быть размещены на любом удобном альтернативном участке.

На фиг. 9 также проиллюстрирован механический стопорный элемент 100, закрепленный на выходном валу 4. При расцеплении приводного механизма (либо вручную с помощью кнопки расцепления 98, либо автоматически с помощью термического привода 30) и перемещении клапана в закрытое положение под воздействием плоской спиральной пружины 8, механический стопорный элемент 100 вращается вместе с выходным валом 4 до тех пор, пока он не придет в соприкосновение с упором (не показан) или другим элементом, закрепленным относительно корпуса 2. Таким образом, стопорный элемент 100 управляемо прекращает перемещение вследствие воздействия усилия пружины, не вызывая при этом повреждения клапана.

Проиллюстрированные примеры осуществления настоящего изобретения описаны со ссылкой на регулятор клапана, приводимого в действие за счет перемещения на четверть оборота от его открытого положения до его закрытого положения под воздействием плоской спиральной пружины. Тем не менее, следует понимать, что в других областях применения аналогичное перемещение на четверть оборота выходного вала могло бы быть предназначено для перемещения клапана из его закрытого положения в его открытое положение, например, для опорожнения содержимого резервуара для хранения воды прежде, чем произойдет ее замерзание, или для обеспечения незначительного потока воды по трубопроводу, т.к. текучая вода в меньшей степени подвержена замерзанию.

Для других типов клапанов может потребоваться перемещение клапана более чем на четверть оборота для их работы. В данном случае не потребуется внесение изменений в механизм настоящего изобретения за исключением выбора приемлемых значений прочности плоской спиральной пружины и передаточного отношения таким образом, чтобы вручную обеспечивалось требуемое число оборотов входного вала без излишних усилий.

Для описанного в данной заявке механизма требуется проведение крайне незначительных изменений, позволяющих механизму реагировать на температуру, повышающуюся до уровня, превышающего пороговое значения, например, для открывания трубопровода от резервуара для хранения воды и для выпуска воды или иных огнетушащих веществ в случае возникновения пожара, или хладагентов в других областях применения, в которых требуется регулирование температурного режима. Другой пример предусматривает перекрытие потока газа или горючей жидкости от источника снабжения также в случае возникновения пожара. Такие области применения также не выходят за пределы объема заявленного изобретения.

Применение настоящего изобретения не ограничивается исключительно трубопроводами для транспортировки воды, оно в равной степени могло бы быть использовано для защиты трубопроводов, транспортирующих другие виды жидкостей, подверженных замерзанию. Настоящее изобретение также может быть использовано для открывания или перекрытия потока любого иного газа или жидкости в тех случаях, когда регулирование необходимо осуществлять путем механотермического приведения в действие. Термический привод разрабатывается таким образом, чтобы его пороговая температура для приведения в действие соответствовала точке замерзания жидкости, о которой идет речь.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Регулятор температурно-регулируемого клапана, включающий

выходной вал (4), вращающийся между первым положением и вторым положением;

пружину (8), оказывающую воздействие на выходной вал (4) и поджимающую его в направлении

- 5 030132

второго положения;

защелку (22, 28), ограничивающую перемещение выходного вала (4) в направлении второго положения под воздействием пружины (8);

термический привод (30), выполненный с возможностью многократного выполнения линейного перемещения в виде механического отклика на изменения температуры внешней среды и механического срабатывания для расцепления защелки (22, 28) в результате превышения порогового значение температуры окружающей среды;

входной вал (14);

блок шестерен (16-19), соединяющих входной вал (14) с выходным валом (4); и

маховичок, предназначенный для приведения во вращение входного вала (14) для перемещения

вручную выходного вала (4) из второго положения в первое положение, преодолевая сопротивление пружины (8).
2. Регулятор клапана по п.1, в котором пружина (8) является плоской спиральной пружиной, воздействующей на выходной вал (4).
3. Регулятор клапана по п.1, в котором защелка (22, 28) воздействует на входной вал (14) для ограничения движения выходного вала (4) с помощью блока шестерен (16-19).
4. Регулятор клапана по п.3, в котором защелка включает собачку (28), входящую в зацепление с храповым колесом (22), установленным на входном валу (14).
5. Регулятор клапана по любому из пп.1-4, дополнительно включающий расцепляющий механизм (40, 90) для ручного открывания защелки (22, 28).
6. Регулятор клапана по п.5, дополнительно включающий механический, пневматический или гидравлический регулятор (42, 44) для дистанционного управления работой расцепляющего механизма (40, 90).
7. Регулятор клапана по любому из пп.1-6, дополнительно включающий блокировочное устройство (78, 80) для предотвращения открывания защелки (22, 28).
8. Регулятор клапана по любому из пп.1-6, дополнительно включающий блокировочное устройство (70-76) для предотвращения вращения выходного вала (4) в случае расцепления защелки (22, 28).
9. Регулятор клапана по любому предшествующему пункту, в котором термический привод (30) функционирует за счет сжатия рабочей среды в результате понижения температуры.
10. Способ приведения в действие температурно-регулируемого клапана по п.1, включающий следующие этапы:

вращение элемента клапана на выходном валу (4) из второго положения в первое положение, преодолевая сопротивление пружины (8);

зацепление с защелкой (22, 28) для ограничения перемещения элемента клапана в направлении второго положения под воздействием пружины (8) и

размещение термического привода (30) для линейного перемещения в виде механического отклика на изменения температуры внешней среды и, таким образом, для расцепления защелки (22, 28) в результате превышения порогового значения температуры окружающей среды;

при этом этап вращения элемента клапана включает вращение маховичка для приведения во вращение входного вала (14), при этом входной вал соединен с выходным валом (4) посредством блока шестерен (16-19) для приведения во вращение выходного вала (4).
11. Способ по п.10, дополнительно включающий этап использования расцепляющего механизма вручную (40, 90) для расцепления защелки в том случае, если температура окружающей среды не превысила порогового значения.
12. Способ по п.10 или 11, дополнительно включающий этап установки блокировочного устройства вручную (78, 80) для предотвращения открывания защелки (22, 28) в том случае, если температура окружающей среды превышает пороговое значение.
13. Способ по любому из пп.10-12, при котором клапан открыт в первом положении и закрыт во втором положении.
14. Способ по п.13, при котором клапан является запорным краном для водоснабжения здания.

- 6 030132