RO119481B1 - Unitate de supape pentru reglarea automată a curgerii unui fluid sub presiune - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la o unitate de supape (1) pentru reglarea automată a curgerii unui fluid sub presiune, cuprinzând o supapă principală (15) dispusă între conducta de alimentare (3a) a gazului şi conducta de distribuţie (4a), constând dintr-un prim ventil (150) care conlucrează cu un dispozitiv de acţionare cu termostat (12), pentru alimentarea sau interceptarea curgerii prin camera de destindere amintită (14); o supapă de siguranţă (16) care dirijează fluid către camera de destindere amintită (14), prevăzută cu cel puţin un al doilea ventil (160) care interceptează cel puţin o conductă de aducţiune (18a), care dirijează fluid de la camera de destindere amintită (14) către conducta de alimentare amintită (3a). ŕ

Description

Invenția se referă la o unitate de supape care se aplică, de preferință dar nu în mod exclusiv, la intrarea instalațiilor de evaporare a gazelor lichide, sau a lichidelor ca întreg, care realizează reglarea curgerii amintite a fluidului în funcție de o sesizare prin termostat, prin utilizarea unui element sensibil cufundat în apa fierbinte care trece prin schimbătorul de căl5 dură care produce evaporarea, și/sau cufundat în gazul ce provine de la evaporator.

Este cunoscut specialiștilor în domeniu faptul că procesul de evaporare a unor gaze lichide sub presiune necesită, alături de destinderea acestora, și furnizarea unei oarecare cantități de căldură.

Acest lucru are loc prin folosirea unui schimbător de căldură care este în mod obiș10 nuit de tip bobină sau este alcătuit din mai multe conducte.

în schimbătoarele amintite anterior, gazul lichid pătrunde printr-o supapă de reglare a curgerii și trebuie sa iasă în exterior in starea gazoasă saturată, uscată, a gazului, pentru a se evita riscul exploziilor în camera de ardere a arzătorului.

Evaporarea gazului lichid are loc prin absorbția căldurii cedate de către curentul de apă fierbinte care curge prin schimbătorul de căldura amintit, care va fi denumit evaporator.

Se poate întâmpla ca, datorită unei cereri excesive de gaz din partea utilizatorului sau datorită unei scăderi a temperaturii apei din evaporator, gazul care iese din acesta să nu se afle în totalitate în starea gazoasă saturată, uscată.

în scopul evitării pericolului legat de începerea procesului de ardere a unui gaz încă umed, având drept consecință directă apariția unor pungi de gaz chiar în faza lichidă, tehnica actuală, adoptă, practic, două sisteme de lucru, ambele bazate pe încercarea de a păstra neschimbat nivelul de gaz lichid în camera de destindere dispusă chiar dedesubtul supapei de alimentare cu gaz și la intrarea evaporatorului.

Primul sistem realizează verificarea nivelului de gaz lichid prin folosirea unui flotor care reglează gradul de deschidere a supapei de alimentare a gazului, în funcție de nivelul detectat.

Cu toate acestea, verificarea nu este eficace în toate cazurile, datorită întârzierii introduse în răspunsul sistemului de reglare de către senzorul mecanic reprezentat de către flotor.

Pentru a se evita acest dezavantaj, în anumite instalații se introduce o electrovalvă de siguranță suplimentară. Electrovalva amintită este închisă la detectarea, de către un senzor termic, a unei scăderi a temperaturii apei din evaporator, sub o valoare considerată minimă.

Ca variantă, cel de-al doilea sistem efectuează verificarea nivelului de gaz lichid prin 35 utilizarea unui element sensibil magnetic, care comandă în mod direct supapa de alimentare a gazului, care este de tip comandat electric, printr-un comutator.

în cazul ambelor soluții adoptate, utilizarea unui sistem de verificare electric necesită, conform legii, realizarea unei instalații anti-explozie, care implică costuri de execuție și de administrare mai mari.

în toate instalațiile existente, nivelul gazului lichid în camera de destindere este în orice caz supus unor oscilații mai mult sau mai puțin ample.

Fără nici o prelevare de gaz, lichidul aflat în aceeași cameră, datorită căldurii transmise lent acestuia, de către apa fierbinte din schimbător, se evaporă treptat, conducând la crearea unei suprapresiuni anormale.

în scopul evitării depășirii unor limite periculoase ale presiunii, se folosește, în toate cazurile, o mică supapă de siguranță. Mica supapă amintită permite gazului sub presiune să ocolească unitatea de supape, trimițandu-l înapoi în rezervor.

Mica supapă de siguranță este de tip convențional, fiind prevăzută cu un plunjer filetat de etansare și cu o garnitură, și întrucât este inactivă pe perioade lungi, se poate bloca 5Ό ‘ sau nu reușește să mențină gradul de calibrare predeterminat, existând riscul suprapresurizării instalației înainte de intrarea sa în funcțiune.

RO 119481 Β1

Prezenta invenție are ca scop eliminarea dezavantajelor amintite anterior.

Mai precis, unul din scopurile prezentei invenții este acela de a se realiza o unitate de supape care să efectueze reglarea constantă a gradului de deschidere a supapei principale de alimentare a gazului lichid în funcție de o verificare, efectuată printr-un termostat, 55 a temperaturii apei fierbinți aflate în conducta de evacuare a apei din evaporator.

Un alt scop al unității de supape este acela de a realiza condițiile de siguranță cerute în cazul oricărei disfuncții, prin folosirea unei a doua supape de siguranță, pentru redirijarea în circuit a gazului sub presiune, supapa amintită lucrând în mod exclusiv mecanic, prin aceasta evitându-se riscul unei explozii legate de folosirea unor circuite electrice, și având 60 un ventil de închidere, pentru a se împiedica orice situație de blocare a sa sau riscul decalibrării.

Scopurile amintite sunt îndeplinite prin realizarea unei unități de supape pentru reglarea automată a curgerii fluidului sub presiune care, conform revendicării principale, cuprinde: 65

- un filtru de admisie situat pe conducta de alimentare a gazului;

- o cameră de destindere a gazului în comunicație cu conducta de distribuție și evaporator;

- mijloace de verificare a curgerii gazului amintit, iar mijloacele de verificare cuprind:

- o supapă principală dispusă între conducta de alimentare amintită și conducta de 70 distribuție amintită, constând dintr-un prim ventil care conlucrează cu un dispozitiv de acționare cu termostat, pentru a alimenta sau intercepta curgerea prin camera de destindere amintită;

- o supapă de siguranță, în comunicație cu camera de destindere amintită și prevăzută cu cel puțin un al doilea ventil care interceptează cel puțin o conductă de aducțiune, 75 conducând de la camera de destindere, la conducta de alimentare amintită.

Scopurile amintite vor fi puse în evidență cu mai multă claritate, pe parcursul descrierii care urmează, a unui exemplu preferat de realizare a invenției, dat cu aproximare, dar nu în mod restrictiv, și reprezentat în fig. 1 ...5, în care:

- fig. 1 reprezintă o vedere generală a unității de supape, conform invenției, montată 80 la intrarea unui evaporator;

- fig. 2 reprezintă o secțiune axială prin aceeași unitate de supape, supapa principală având un ventil complet închis;

- fig. 3 reprezintă aceeași secțiune prin unitatea de supape, cu ventilul parțial deschis; 85

- fig. 4 reprezintă din nou aceeași secțiune a aceleiași unități de supape având ventilul complet deschis;

- fig. 5 reprezintă aceeași secțiune axială prin unitatea de supape, cu curgerea gazului sub presiune prin supapa de siguranță deschisa.

După cum poate fi observat în fig. 1, unitatea de supape, conform invenției, notată 90 ca ansamblu, prin semnul de referință 1, este aplicată la intrarea evaporatorului 2, care este, practic, un schimbător de căldură.

Schimbătorul de căldură amintit poate fi atât de tip având o bobină cufundată în curentul de apă fierbinte cât și de tip cu mai multe conducte.

Fig. 1 exemplifică evaporatorul care, în condiții normale de funcționare, permite 95 ieșirea pe deasupra, în sensul săgeții 4, a gazului lichid care intră în acesta în sensul săgeții 3, curgerea fiind reglată de către unitatea do supape 1, într-o stare complet gazoasă, care urmează sa fie dirijată către arzător.

RO 119481 Β1

Schimbul de căldură la evaporare are loc prin circulația în interiorul evaporatorului 2 a apei fierbinți, introdusă prin conducta de aducțiune 5 și evacuată prin conducta 6.

Pe conducta 6 este amplasat un senzor termostatic 10, conectat la mica conductă capilară 11 care lucrează pe dispozitivul de acționare cu termostat 12. Toate elementele amintite sunt conectate la unitatea de supape, conform invenției.

Unitatea amintită, reprezentată în figurile următoare 2,3,4 și 5, văzută de sus în raport cu reprezentarea din fig. 1, și urmând trasee de secționare cu planuri mediane, cuprinde un filtru 13, de tip în sine cunoscut, dispus în corespondență cu conducta de alimentare 3a de gaz lichid, care vine de la rezervorul de acumulare, și o cameră de destindere și de legătură 14, care transmite fluid dinspre conducta de distribuție către evaporator.

Porțiunea centrală a unității cuprinde supapa principală de reglare a curgerii gazului, notată ca ansamblu, cu semnul de referință 15, care este alcătuită dintr-un prim ventil cilindric 150, care se opune inelului de etansare 151.

Primul ventil amintit 150 este conectat la bolțul axial 152, care suportă o forță de împingere continuă, pentru a realiza deschiderea treptata a supapei 15, după cum se poate observa în fig. 3, împotriva rezistenței arcului 154, comprimat de către dispozitivul de acționare cu termostat 12.

Acțiunea de împingere amintită este produsă prin intermediul plungerului 153, care este împins de către incinta burdufului 120 a dispozitivului de acționare, ca efect al destinderii lichidului aflat în interiorul acestei camere. Prin intermediul capilarului 11 este stabilită legătura cu senzorul termostatic 10.

în legătură cu natura fluidului din incinta burdufului 120, se precizează că acest fluid trebuie să prezinte coeficient înalt de dilatare termică și că până la valori ale temperaturii de până la 200°C se folosește petrol lampant, iar peste această temperatură se folosește ulei sintetic diatermic.

Astfel, apa de încălzire având o temperatură intermediară între valoarea minimă și maximă de calibrare a instalației, primul ventil 150 este parțial deschis, iar rezultatul acestui fapt este situația reprezentata în fig. 3, în care este evidențiată curgerea gazului lichid care vine de la filtrul 13, prin supapa principală 15, către camera 14, pentru a stabili legătura dintre conducta de distribuție 4a și evaporatorul 2.

Poziția de deschidere maximă a primului ventil 150 este reprezentată în fig. 4; aceasta corespunde preluării maxime de gaz uscat, saturat, permisă de către calibrarea apei fierbinți în conducta de aducțiune a evaporatorului 2.

O preluare mai mare de gaz este împiedicată de către scăderea temperaturii care ar urma. Scăderea amintită determină reânchiderea ventilului dictată de necesitatea redefinirii condiției de limită prestabilită, de preluare.

în mod similar, unitatea de supape reglează în mod automat curgerea gazului în cele câteva poziții intermediare ale ventilului 150, în funcție de temperatura apei care iese din schimbător, permițând astfel numai preluarea unei cantități de gaz corespunzătoare evaporării proprii generale.

în acest mod se asigură cu certitudine preluarea la evacuarea evaporatorului numai a gazului saturat, uscat.

în situația în care consumul este redus în mod efectiv, iar temperatura apei care iese din schimbător permite evaporarea gazului, gazul lichid rămâne deasupra supapei principale 15 și în camera de destindere 14, în care se evaporă lent și se îndreaptă către conducta de alimentare 3a prin ventilul 150 încă deschis.

Avarierea unității cu termostat, închiderea circulației gazului sau alte cauze accidentale nu pot, în nici o situație, determina închiderea ventilului 150.

RO 119481 Β1 în asemenea situații, pentru a se evita producerea unor suprapresiuni periculoase prin intensificarea evaporării gazului lichid din camera 14, unitatea de supape, conform invenției, este prevăzută cu o supapă de siguranță 16, care poate fi observată în fig. 6, supapă care constă, în esență, dintr-un al doilea ventil conic 160, menținut presat împotriva găurii cilindrice 150 a garniturii inelare 161 de către acțiunea arcului 162.

De îndată ce a fost atinsă o anumită suprapresiune internă, gazul sub presiune din camera 14 intra în cea de-a doua cameră de trecere inelară 17, care înconjoară ventilul cilindric 150, acționează asupra ventilului conic 160, al supapei de siguranță 15, deschizând-o, și reintră în circulație trecând prin conducta 18, întorcându-se în sens invers sensului 8, 155 prin ventilul cilindric 150, prevăzut cu niște treceri interioare 150a și descărcându-se deasupra supapei principale 15 din conducta de alimentare 3a.

în ceea ce privește fluidele care circulă prin conductele (orificiile) 3, 4, 5, 6,11,18a și starea lor (gaz, lichid) se menționează că în conducta de trecere 3 se află gaz în stare lichidă, în conducta 4, gazul ce este evaporat, deci este un gaz, în conductele 5 și 6 există apă 160 fierbinte, deci apă în stare lichidă, iar în tubul capilar 11 se află lichid.

Astfel, se elimină fie riscul atingerii unor suprapresiuni periculoase în interiorul instalației, fie al apariției unor pungi cu gaz lichid în interiorul evaporatorului.

în conformitate cu cele explicate anterior, se poate înțelege faptul că unitatea de supape, conform invenției, poate fi utilizată, de asemenea, în toate cazurile în care este 165 necesară reglarea curgerii unui fluid sub presiune cu utilizarea unei verificări cu ajutorul unui termostat, verificare efectuată prin deschiderea treptată a supapei principale, în funcție de creșterea de temperatură din fluid, fără utilizarea unor circuite electrice.

Unitatea de supape, conform invenției, de preferință aplicată în amonte de evaporator, poate fi dispusă, în mod avantajos, în aval de evaporator sau chiar în ambele poziții simultan, 170 în monte și aval de evaporator, în funcție de necesitățile utilizatorului.

în etapa de execuție, formele și cantitatea de elemente active ale unității de supape, pot varia în funcție de cele descrise și reprezentate în figurile anexate.

în orice caz, se menționează faptul că variantele constructive posibile, diferite de exemplul de realizare descris, trebuie considerate ca fiind protejate prin prezenta invenție. 175

Claims (6)

1. Revendicări

   1. Unitate de supape pentru reglarea automată a curgerii unui fluid sub presiune, care cuprinde un filtru admisie (13) situat pe conducta de alimentare (3a) a gazului, o cameră de 180 destindere (14) a gazului circulând de la conducta de distribuție (4a) la evaporator (2) și mijloace de verificare (15, 16) a curgerii amintite a gazului caracterizată prin aceea că mijloacele de verificare (15, 16), amintite, cuprind o supapă principală (15), dispusă între conducta de alimentare (3a), amintită, și conducta de distribuție (4a), amintită, constând din- tr-un prim ventil (150) care conlucrează cu un dispozitiv de acționare cu termostat (12), 185 pentru a alimenta sau intercepta curgerea prin camera de destindere (14), amintită, o supapă de siguranță (16) conducând către camera de destindere (14), amintită, și prevăzută cu cel puțin un al doilea ventil (160) care interceptează cel puțin o conductă de aducțiune (18a) conducând de la camera de destindere (14), amintită, la conducta de alimentare (3a) amintită. 190
2. 2. Unitate de supape, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că este alcătuită dintr-un prim ventil (150) al supapei principale (15), amintită, de formă cilindrică, care se opune unui inel de etanșare (151) atunci când este închis, având un bolț axial (152) prevăzut cu un plunger (153) plasat la capătul său și care conlucrează, pe una din laturi, cu dispozitivul de acționare cu termostat (12), amintit, și pe latura opusă, cu un arc de opunere 195 (154).

   RO 119481 Β1
3. 3. Unitate de supape, conform revendicărilor 1 sau 2, caracterizată prin aceea că dispozitivul de acționare cu termostat (12), amintit, cuprinde o cameră burduf (120), care este conectată, prin intermediul unei conducte capilare (11), la senzorul termostatic (10), amintit,

   200 introdus în conducta de evacuare a apei fierbinți (6) a evaporatorului (2).
4. 4. Unitate de supape, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că cel de-al doilea ventil (160) amintit, al celei de-a doua supape de siguranță (16), amintită, are o formă conică și este cuplat în gaura unei piulițe de etanșare (161), împotriva căruia este menținut în contact aderent, prin intermediul unui arc de împingere (162), cel de-al doilea ventil (160),

   205 amintit, fiind dispus într-o mică cameră cilindrică (163), care comunică cu conducta de alimentare (3a), amintită, prin intermediul unei conducte de descărcare (18), care conduce în interiorul primului ventil (150) amintit.
5. 5. Unitate de supape, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că este prevăzută cu o cameră interioară inelară (17), care înconjoară primul ventil amintit, (150) și care

   210 conduce la camera de destindere (14), amintită, și la supapa de siguranță (16), amintită.
6. 6. Unitate de supape, conform revendicării 4, caracterizată prin aceea că primul ventil (150) amintit este gol la interior și este prevăzut cu niște treceri intermediare (150a), adecvate pentru conducerea de la conducta de descărcare (18), amintită, către conducta de alimentare (3a), amintită.