RU56540U1

RU56540U1 - THERMAL VALVE

Info

Publication number: RU56540U1
Application number: RU2005127064/22U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Викторович Байбузов; Федор Игоревич Букашев; Алексей Юрьевич Смирнов; Александр Николаевич Кузьмин; Евгений Александрович Самсонов; Александр Михайлович Квапинский
Original assignee: ОАО "Завод "Старорусприбор"
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2006-09-10

Abstract

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, в частности, к нормально открытым клапанам, закрытие которых происходит автоматически при достижении определенной температуры. Полезная модель, именуемая ниже термозапорный клапан, предназначена для автоматического перекрытия газопровода при превышении установленной температуры. Задачами полезной модели является снижение гидродинамического сопротивления открытого термозапорного клапана по сравнению с конструкциями, в которых запорный элемент располагается в потоке газа, при одновременном повышении надежности и стабильности температуры срабатывания, а также сохранении высокой герметичности перекрытия потока газа при срабатывании, свойственной конструкциям с седлом и золотником. Технический результат достигается тем, что запорный элемент, имеющий форму шара, располагается вне потока газа, вследствие чего снижается гидродинамическое сопротивление открытого термозапорного клапана. Стопорный элемент представляет собой деталь или сборочную единицу, полностью или частично изготовленную из легкоплавкого или термопластичного материала, и также располагается вне потока газа; вследствие отсутствия охлаждения стопорного элемента потоком газа и хорошего теплового контакта между стопорным элементом и стенкой корпуса термозапорного клапана также повышается стабильность температуры срабатывания последнего. 1 ил.The utility model relates to pipe fittings, in particular, to normally open valves, which close automatically when a certain temperature is reached. A utility model, hereinafter referred to as a thermal shut-off valve, is designed to automatically shut off a gas pipeline when a set temperature is exceeded. The objectives of the utility model is to reduce the hydrodynamic resistance of an open thermal shutoff valve in comparison with designs in which the shut-off element is located in the gas stream, while increasing the reliability and stability of the response temperature, as well as maintaining a high tightness of the gas flow shutoff during actuation, which is typical for structures with a seat and a spool . The technical result is achieved by the fact that the locking element, having the shape of a ball, is located outside the gas stream, as a result of which the hydrodynamic resistance of the open thermal shutoff valve is reduced. The locking element is a part or an assembly unit, fully or partially made of fusible or thermoplastic material, and is also located outside the gas stream; due to the lack of cooling of the locking element by the gas flow and good thermal contact between the locking element and the wall of the body of the thermal shut-off valve, the stability of the temperature of the latter also increases. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, в частности, к нормально открытым клапанам, закрытие которых происходит автоматически при достижении определенной температуры. Полезная модель, именуемая ниже термозапорный клапан, предназначена для автоматического перекрытия газопровода при превышении установленной температуры.The invention relates to pipeline valves, in particular, to normally open valves, which close automatically when a certain temperature is reached. A utility model, hereinafter referred to as a thermal shut-off valve, is designed to automatically shut off a gas pipeline when the set temperature is exceeded.

Заявителю известно большое число аналогичных термозапорных клапанов. В общем случае конструкция термозапорного клапана содержит корпус со штуцерами для подключения к газопроводу и седлом, запорный элемент, расположенный внутри корпуса, устройство для запасания механической энергии (как правило, пружина), посредством которого осуществляется перемещение запорного элемента при срабатывании термозапорного клапана, а также стопорный элемент, разрушающийся и (или) деформирующийся при превышении установленной температуры срабатывания. При температурах, меньших температуры срабатывания, стопорный элемент препятствует перемещению запорного элемента и перекрытию им седла. При тепловом разрушении и (или) деформации стопорного элемента устройство для запасания механической энергии (пружина) перемещает запорный элемент и обеспечивает прижатие его к седлу, перекрывая последнее.The applicant is aware of a large number of similar thermal shutoff valves. In general, the design of a thermal shut-off valve includes a housing with fittings for connecting to a gas pipeline and a seat, a locking element located inside the housing, a device for storing mechanical energy (usually a spring), through which the locking element is moved when the thermal shut-off valve is activated, and a stop an element that collapses and (or) deforms when the set operating temperature is exceeded. At temperatures lower than the response temperature, the locking element prevents the movement of the locking element and the overlap of the saddle. During thermal destruction and (or) deformation of the locking element, a device for storing mechanical energy (spring) moves the locking element and ensures that it is pressed against the saddle, blocking the latter.

Конкретные реализации термозапорных клапанов отличаются от данного выше описания конструктивными или функциональными деталями. В большом числе известных конструкций запорный элемент располагается в потоке газа, выполнен в виде золотника и ориентируется при помощи штанги (патенты Великобритании GB 1521718, GB 1594982, патент США US 4974623, патент ФРГ DE 3436582, патенты РФ №2189515, №2221179), либо выполнен в виде шара без дополнительных ориентирующих конструктивных элементов (патенты РФ №2149303, №2199693, №2206811), при этом стопорный элемент выполняется из легкоплавкого сплава или термопластичного полимера. Как варианты описанного выше известна конструкция, дополнительно оснащенная электромагнитным механизмом для повторного взведения запорного элемента без разгерметизации корпуса (патент ФРГ DE 4316584), и конструкции, термочувствительный элемент которых изготавливается из материала с эффектом памяти формы (патенты РФ №2171937, №2182272).Specific implementations of thermal shutoff valves differ from the above description by structural or functional details. In a large number of known designs, the shut-off element is located in the gas stream, is made in the form of a spool and is oriented using a rod (GB patents GB 1521718, GB 1594982, US patent US 4944623, German patent DE 3436582, RF patents No. 2189515, No. 2221179), or made in the form of a ball without additional orienting structural elements (RF patents No. 2149303, No. 2199693, No. 2206811), while the locking element is made of fusible alloy or thermoplastic polymer. As variants of the above described construction is known, additionally equipped with an electromagnetic mechanism for re-cocking the locking element without depressurizing the case (German patent DE 4316584), and structures whose heat-sensitive element is made of material with a shape memory effect (RF patents No. 2171937, No. 2182272).

Общим недостатком указанных конструкций является то, что запорный элемент располагается непосредственно в потоке газа. A common disadvantage of these designs is that the shut-off element is located directly in the gas stream.

Это повышает гидродинамическое сопротивление системы, что в ряде случаев нежелательно. Заявителю также известно два устройства, в которых запорный элемент располагается вне потока среды (А.с. СССР №892092, патент США US 5275194). В первом описан термозапорный клапан, запорный элемент которого имеет форму цилиндра и фиксируется внутри корпуса при помощи термочувствительного элемента, который, в свою очередь, выполнен в виде заполнителя внутренней полости корпуса. Запорный элемент - цилиндр перемещается вдоль своей оси, причем ось цилиндра перпендикулярна оси проходного отверстия между входом и выходом клапана. Во втором патенте описан термозапорный клапан, запорный элемент которого также имеет форму цилиндра и фиксируется внутри корпуса при помощи штифта, механически связанного с термочувствительным элементом и упирающегося в канавку на направляющем штоке запорного элемента. Недостаток этого устройства - относительная сложность и повышенное гидродинамическое сопротивление, вызванное тем, что поток газа в клапане дважды меняет направление. Недостатками обеих конструкций является несколько худшая герметичность перекрытия потока газа, что требует дополнительных конструктивных решений.This increases the hydrodynamic resistance of the system, which in some cases is undesirable. The applicant also knows two devices in which the shut-off element is located outside the medium flow (A.S. USSR No. 892092, US patent US 5275194). The first describes a thermal shut-off valve, the shut-off element of which has the shape of a cylinder and is fixed inside the housing by means of a heat-sensitive element, which, in turn, is made in the form of a filler of the internal cavity of the housing. The locking element - the cylinder moves along its axis, and the axis of the cylinder is perpendicular to the axis of the bore between the inlet and outlet of the valve. The second patent describes a thermal shut-off valve, the shut-off element of which also has the shape of a cylinder and is fixed inside the housing by means of a pin mechanically connected to the heat-sensitive element and abuts against the groove on the guide rod of the shut-off element. The disadvantage of this device is the relative complexity and increased hydrodynamic resistance, due to the fact that the gas flow in the valve changes direction twice. The disadvantages of both designs is the slightly worse tightness of the gas flow shutoff, which requires additional structural solutions.

Аналогом полезной модели является устройство по патенту РФ №2149303. Задачами полезной модели является снижение гидродинамического сопротивления открытого термозапорного клапана при одновременном повышении надежности и стабильности температуры срабатывания, а также сохранении высокой герметичности перекрытия потока газа при срабатывании, свойственной конструкциям с седлом и золотником. Существенное снижение гидродинамического сопротивления предлагаемого открытого термозапорного клапана в сравнении с аналогом может быть достигнуто при удалении из потока газа запорного элемента, площадь поперечного сечения которого велика. Повышение надежности и особенно стабильности температуры срабатывания возможно при удалении термочувствительного стопорного элемента из охлаждающего его потока газа.An analogue of a utility model is a device according to the patent of the Russian Federation No. 2149303. The objectives of the utility model is to reduce the hydrodynamic resistance of an open thermal shutoff valve while increasing the reliability and stability of the response temperature, as well as maintaining a high tightness of the gas flow shutoff during operation, which is characteristic of structures with a seat and a spool. A significant reduction in the hydrodynamic resistance of the proposed open thermal shutoff valve in comparison with the analogue can be achieved by removing the locking element from the gas stream, the cross-sectional area of which is large. Improving the reliability and especially the stability of the response temperature is possible when removing the thermosensitive stop element from its cooling gas stream.

Технический результат достигается тем, что запорный элемент имеет форму шара и располагается вне потока газа, а стопорный элемент представляет собой деталь или сборочную единицу, полностью или частично изготовленную из легкоплавкого материала, и также располагается вне потока газа; вследствие отсутствия охлаждения стопорного элемента потоком газа, а также вследствие хорошего теплового контакта между стопорным элементом и стенкой корпуса термозапорного клапана повышается температурная стабильность срабатывания последнего.The technical result is achieved in that the locking element has the shape of a ball and is located outside the gas stream, and the locking element is a part or assembly unit, fully or partially made of fusible material, and is also located outside the gas stream; due to the lack of cooling of the stop element by the gas flow, and also due to good thermal contact between the stop element and the wall of the valve body, the temperature stability of the latter increases.

Для пояснения конструкции и принципа работы на фиг.1 изображен эскиз предложенного термозапорного клапана.To explain the design and principle of operation, figure 1 shows a sketch of the proposed thermal shut-off valve.

Корпус термозапорного клапана 1 представляет собой У-образное сочленение труб. Та часть корпуса, по которой проходит прямой поток газа от входа к выходу термозапорного клапана, геометрически представляет собой прямолинейную часть трубы круглого сечения, и называется ниже прямолинейным участком 2. Часть корпуса, геометрически образованная сопряженным с прямолинейным участком 2 заглушенным отрезком трубы круглого сечения, называется ниже присоединенным участком 3. Оптимальный угол между осями образующих внутренних цилиндрических поверхностей участков 2 и 3 составляет 30-60 градусов. На концах прямолинейного участка 2 выполнены штуцеры 4 и 5 для подключения устройства к газопроводу, а в области сочленения, ближе к выходному штуцеру, располагается седло 6. Внутренний объем присоединенного участка 3 предназначен для размещения в нем стопорного элемента 7, пружины 8 и запорного элемента 9. Запорный элемент 9 представляет собой шар из жесткого теплостойкого материала, на который постоянно действует сила сжатой пружины 8, а его перемещению к седлу 6 препятствует стопорный элемент 7. Стопорный элемент 7 фиксируется в пазу 10, выполненном на внутренней поверхности присоединенного участка 3, и удерживает шар 9 от перемещения к седлу 6.The body of the thermal shutoff valve 1 is a U-shaped pipe joint. The part of the casing through which the direct gas flow passes from the inlet to the outlet of the thermal shutoff valve is geometrically the rectilinear part of the pipe of circular cross section, and is called the straight section below. below the attached section 3. The optimal angle between the axes of the generatrices of the inner cylindrical surfaces of sections 2 and 3 is 30-60 degrees. At the ends of the straight section 2, fittings 4 and 5 are made for connecting the device to the gas pipeline, and a seat 6 is located in the joint area closer to the outlet fitting. The internal volume of the connected section 3 is designed to accommodate the locking element 7, spring 8 and locking element 9 The locking element 9 is a ball of hard heat-resistant material, which is constantly affected by the force of the compressed spring 8, and its movement to the seat 6 is prevented by the locking element 7. The locking element 7 is fixed in the groove 10, Hinnom attached on the inner surface portion 3, and holds a ball 9 from moving toward the valve seat 6.

Предлагаемый термозапорный клапан работает следующим образом. При расплавлении или деформации стопорного элемента 7 или его части запорный элемент 9 освобождается и под действием пружины 8 перемещается и прижимается к седлу 6, перекрывая подачу газа.The proposed thermal shutoff valve operates as follows. When the locking element 7 or part thereof is melted or deformed, the locking element 9 is released and, under the action of the spring 8, moves and is pressed against the seat 6, blocking the gas supply.

Таким образом, предложенный термозапорный клапан обладает меньшим гидродинамическим сопротивлением и большей стабильностью по температуре срабатывания, а также высокой степенью герметичности перекрытия седла.Thus, the proposed thermal shut-off valve has a lower hydrodynamic resistance and greater stability in response temperature, as well as a high degree of tightness of the seat overlap.

Claims

A thermal shut-off valve containing a body with a straight section that geometrically represents the straight part of a circular pipe, at the ends of which there are made fittings for connecting the device to the gas pipeline, and inside there is a saddle with a round bore, a shut-off element, which is a ball of hard heat-resistant material, located inside the case, a spring through which the locking element is moved when the thermal shutoff valve is activated, as well as the locking element, p constituting a part or assembly unit, fully or partially made of fusible or thermoplastic material, melting and (or) deforming when the set temperature is exceeded, and at a temperature lower than the set temperature, the locking element prevents the movement of the locking element, characterized in that the locking element, the locking element and the spring are located outside the gas flow in the volume of the attached portion of the housing, and the attached portion of the housing is geometrically pre represents a muffled pipe segment of circular cross section, conjugated with a straight section of the body at an acute angle.