WO2016144282A1 - Система автоматического управления газовым потоком - Google Patents
Система автоматического управления газовым потоком Download PDFInfo
- Publication number
- WO2016144282A1 WO2016144282A1 PCT/UA2015/000069 UA2015000069W WO2016144282A1 WO 2016144282 A1 WO2016144282 A1 WO 2016144282A1 UA 2015000069 W UA2015000069 W UA 2015000069W WO 2016144282 A1 WO2016144282 A1 WO 2016144282A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- gas flow
- flow control
- valve
- control system
- automatic gas
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/44—Mechanical actuating means
- F16K31/53—Mechanical actuating means with toothed gearing
- F16K31/54—Mechanical actuating means with toothed gearing with pinion and rack
Definitions
- the invention belongs to the field of gas economy, and in particular, it relates to automatic gas flow control systems with the function of blocking the gas flow in emergency situations, and can be used to automatically shut off the gas line in case of exceeding the allowable gas threshold of controlled rooms with methane, propane, carbon monoxide, etc. P.
- a known system for automatic control of a gas flow which includes a measuring unit of a gas meter, a pressure regulator and a device for shutting off the gas flow in the form of a shut-off valve, combined by a gas meter housing and connected to a power source.
- the measuring unit of the gas meter detects a leak that automatically shuts off the gas flow with a shut-off valve [see patent EP 0431222 (A1), IPC6 G01F 15/14, G01F 15/18, published on June 12, 1991].
- a disadvantage of the known technical solution is that the main functional devices of the system (gas leakage measuring unit and shutoff valve) are installed directly in the gas meter itself. This predetermines the limitation of the functionality of this system as a whole: firstly, installing it on a gas main, where there is already a gas meter, is impractical due to the duplication of the function of the latter; secondly, the installation of this system, as a rule, is not possible directly in front of the household gas equipment in residential premises, where dangerous concentrations of gas can escape.
- this system only responds to a gas leak caused by damage to the gas line (captured pressure regulator and is fixed by the measuring unit for gas leakage) and does not react in any way to possible household causes of the leak (water-filled flame on the stove, extinguished flame on the boiler burner, etc.).
- the closest in essence and the achieved effect, and adopted as the closest analogue, is a system of automated gas flow control, which contains a shut-off valve, a controller, a selective gas sensor, an actuator and a power source, and the shut-off valve is made in the form of a valve equipped with a spring-loaded locking body in the form of a starting spring, which interacts with the rotary shank, and the locking device of the locking body, and the actuator of the shock action n with the possibility of influencing the locking device of the starting spring of the locking member and contains a winding and an excited coaxially mounted armature, one end part of which is made in the form of a ferromagnetic core, and the opposite part is made in the form of a conductive disk [see Patent of Ukraine N ° 35120 (A), IPC6 F16 21/04, F16K 5/00, published March 15, 2001 in Bull. ].
- the shut-off valve is made in the form of a standard gas valve, modernized by adding a spring-loaded locking element to its design, made in the form of a starting spring, which interacts with the rotary shank of the valve mounted on the rotary handle-holder of the latter and the locking device fixing device.
- the known system includes an executive shock drive, which, according to a well-known proposal, creates impulse loads on the device for fixing the start spring of the locking body, which in turn acts on the shut-off valve (valve).
- the basis of the invention is the task to improve the technical, operational and consumer characteristics of the known gas flow control system by providing automatic blocking of gas supply in emergency situations, simplifying the design of the shut-off valve by providing it with a simple, reliable and functional drive mechanism, as well as improving the overall configuration of devices in system through appropriate design changes.
- the shut-off valve includes a housing with a cover and inlet and outlet nozzles, in the cavity of which is located a stem with a shutter, the parameters of which correspond to the parameters of the valve seat, while the shut-off valve is kinematically connected to the actuator, which includes an electric motor and a gear train in the form of a gear coupled to a gear element rigidly connected to the rod in its running gear, in addition, the running gear of the shut-off valve stem and at least the actuator are located in the cavity of the casing mounted on the shut-off valve body cover.
- a reversible electric motor can be used as an electric motor.
- the gear element can be made in the form of a gear rack with the ability to provide reciprocating motion of the rod under the action of the corresponding drive force, or in the form of a gear ring / half-crown with the ability to provide rotational movement of the rod under the action of the drive torque.
- the lower end part of the shutter may contain an axial guide made with the possibility of finding and moving in the corresponding guide groove of the housing plug when closing and opening the valve.
- the stem at the free end may comprise a backup manual control handle.
- the casing may contain at least one open surface area with the possibility of air circulation in its internal cavity.
- the cavity of the aforementioned casing there can be a selective gas sensor, a controller and an autonomous power source - one at a time or in any possible combinations.
- the proposed system may further comprise a smoky TM sensor.
- the technical result consists in obtaining a fully automatic gas flow control system of a simple, efficient, reliable and compact block design.
- the system is able to automatically control the gas flow without human intervention.
- the electromechanical actuator automatically closes the shut-off valve.
- the specified shut-off valve is automatically opened due to the reverse stroke of the electric motor by the appropriate controller command, which it sends based on the selective gas sensor.
- the proposed system is made with the ability to automatically control the position of the valve regardless of the source of gas leakage in the controlled room: gas can come directly from the gas equipment if it malfunctions (the valve of the gas stove is accidentally or intentionally left, the burners of the gas stove are filled, the fire on the burner is extinguished gas boiler), and in the event of a leak in the gas line (due to damage to the pipeline or leaks of its joints).
- the proposed system is configured to automatically control the position of the valve in the presence of carbon monoxide in the room in the event of a fire.
- the proposed system makes it possible to block the gas supply in the event of smoke in the controlled room and, accordingly, after eliminating the source of smoke and airing the room, restore the gas supply in automatic mode.
- shutoff valve Due to the simplification of the design of the shutoff valve, in particular due to the rejection of the use of a spring locking body and a locking device for locking the locking body, at the same time using the proposed design solutions for the implementation of gear elements of the drive mechanism, a significant improvement in the functionality of the shutoff valve, the ability to effectively use both valve type valve.
- the proposed design provides the opportunity to further increase its functionality and reliability by equipping the lower end part of the valve shutter with an axial guide configured to locate and move the body plugs in the corresponding guide groove when closing and opening the valve.
- This design improvement contributes to increasing the reliability of closing the passage opening in the valve body, since it allows balancing the valve in the axial direction, which is especially important in conditions of using medium and high gas pressures with relatively small diameters of the passage.
- both the controller, and the selective gas sensor, and the autonomous power supply can be located directly within the internal cavity of the specified casing (to ensure maximum compactness of the structure), or at least one of the above devices can be installed, for example, on the outer surface of the casing using wired or wireless communication with other devices, or be remote from the housing using wired or wireless communication.
- the casing with an open internal cavity provides access to the gas contaminated to a selective gas sensor configured, for example, for natural gas CH4 and / or carbon monoxide CO, as well as smoke air, respectively, to the smoke sensor, if they are inside the casing.
- a selective gas sensor configured, for example, for natural gas CH4 and / or carbon monoxide CO, as well as smoke air, respectively, to the smoke sensor, if they are inside the casing.
- the proposed automatic gas flow control system includes a shut-off valve 1, controller 2, a selective gas sensor 3 (selective - configured to respond to appropriate gases, such as natural and carbon monoxide gases), an actuator 4 and a power source 5.
- the shut-off valve 1 contains a housing 6 with an inlet pipe 7 and an outlet pipe 8.
- the housing 6 is closed by a cover 9.
- a shutter 10 In the cavity of the housing 6 there is a shutter 10 with a rod 11.
- the shutter 10 is made mainly in the form of a disk or conical plunger and is equipped as right sludge, gasket (not shown).
- the parameters of the shutter 10 correspond to the parameters of the seat 12, which is made in the cavity of the housing 6 and is blocked by the shutter 10 in its extreme lower position.
- the lower end part of the shutter 10 contains an axial guide 13 made with the possibility of finding and moving when closing and opening the valve 1 in the corresponding guide groove 14 of the plug 15 mounted on the housing 6, as a rule, on the opposite side of the cover 9.
- Shut-off valve 1 kinematically connected to the actuator 4.
- the actuator 4 includes an electric motor 16, which can be made as a reversible one to ensure complete automatic blocking and unlocking of the gas supply, and gear transmission in the form of a gear 17 engaged with a gear element, made depending on the selected embodiment of the invention, in the form of a gear rack 18 (Fig. 2) with the ability to provide reciprocating movement of the rod 1 1 under the action of the corresponding drive force 4 or in the form of a gear ring 19 (Fig.
- a thread (not shown) is made on the surface of the running gear of the rod 1 1 to interact with the internal threaded surface Tew lead nut 20.
- a gear member 18 (19) rigidly connected to the rod and in its chassis.
- the chassis of the rod 11 of the shut-off valve 1 and at least the actuator 4 are located in the cavity of the casing 21 mounted on the cover 9 of the housing 6 of the shut-off valve 1.
- a handle 22 for backup manual control of any known shape, for example in the form flat plate.
- a controller 2 in the inner cavity of the casing 21 there are also a controller 2, a selective gas sensor 3, an autonomous source 5 and a smoke sensor 23, for example attached to its inner walls.
- the claimed system may contain a household gas detector, for example, SGB-1-8, which is configured to alert you to the presence of established levels of controlled components in the air — domestic or carbon monoxide.
- a household gas detector for example, SGB-1-8, which is configured to alert you to the presence of established levels of controlled components in the air — domestic or carbon monoxide.
- the proposed automatic gas flow control system is intended for installation in front of gas equipment mainly in domestic residential buildings by tapping into the gas trunk with subsequent activation of an autonomous power source (battery) or connecting to a common electrical network.
- a selective gas sensor 3 is activated, which sends a signal to the controller 2.
- Controller 2 responds to a change in the performance of the selective gas sensor 3 and generates an electric signal, which drives the actuator 4.
- the force of the electric motor 16 transmitted through the gear 17 on the motor shaft by means of a gear rack 18 (Fig. 2) to the rod 1 1 with the shutter 10.
- the shutter 10 blocks the passage to the crystals seat 12 in the lowest position.
- the axial guide 13, located in the lower end part of the shutter 10 moves in the cavity of the corresponding guide groove 14 of the plug 15 on the housing 6.
- the torque of the electric motor 16 is transmitted through the gear 17 through the ring gear (half-crown) 19 to the rod 11, which accordingly rotates downward through the stationary driving nut 20, which can be performed, for example, as a cover element 9, before closing the passage 10 by the shutter within the saddle 12 in its extreme lower position, thus preventing the passage of the gas stream.
- the shut-off valve 1 is automatically raised due to the reverse stroke of the electric motor 16.
- the gear 10 orientates the shutter 10 in such a way that the passage opening , limited by the contour of the seat 12 of the valve 1, opens, and the gas flow passes in this area of the housing 6 of the valve 1 in the direction of the outlet pipe 8, and then directly to the gas equipment.
- the system also works in the event of smoke in a controlled room, which is detected, respectively, by a smoke detector 23.
- shut-off valve simplification of the design of the shut-off valve, which is achieved due to failure from the use of a spring-loaded locking body and a device for fixing the locking body while ensuring the ability to effectively use both the crane and valve type shut-off valves;
- shutoff valve improving the functionality of the shutoff valve, which is achieved due to the rejection of the actuator of the shock action in favor of a structurally simpler and more reliable electromechanical drive with the possibility of engaging a reversing mechanism for controlling the position of the valve shutter;
- the proposed solution for the automatic gas flow control system is suitable for industrial use, since it does not contain any structural elements and materials that could not be reproduced at the present stage of development of science and technology, in particular, in the field of gas facilities, and therefore this technical solution is considered to meet the criterion of "industrial applicability".
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanically-Actuated Valves (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области газового хозяйства. Система автоматического управления газовым потоком, которая содержит запорный клапан, контроллер, селективный газовый датчик, исполнительный привод и источник питания. Запорный клапан включает корпус с крышкой, входным и выходным патрубками. В полости корпуса расположен шток с затвором, параметры которого соответствуют параметрам седла клапана. Запорный клапан кинематически связан с исполнительным приводом. Исполнительный привод включает электрический двигатель и зубчатую передачу в виде шестерни, сцепленной с зубчатым элементом, жестко соединенным со штоком в его ходовой части. Ходовая часть штока запорного клапана и исполнительный привод находятся в полости кожуха, установленного на крышке корпуса запорного клапана. Изобретение направлено на улучшение технико-эксплуатационных и потребительских характеристик системы управления газовым потоком.
Description
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОВЫМ
ПОТОКОМ
Изобретение принадлежит к области газового хозяйства, а именно касается систем автоматического управления газовым потоком с функцией блокирования газового потока в аварийных ситуациях, и может быть использовано для автоматического перекрытия газовой магистрали в случаях превышения допустимого порога загазованности контролируемых помещений метаном, пропаном, угарным газом и т.п.
Известна система автоматического управления газовым потоком, которая включает измерительный блок газового счетчика, регулятор давления и устройство для перекрытия потока газа в виде запорного клапана, объединенные корпусом газового счетчика и соединенные с источником питания. В случае аварийной ситуации (утечки газа) измерительный блок газового счетчика выявляет такую величину утечки, которая автоматически вызывает перекрытие потока газа запорным клапаном [см. патент ЕР 0431222 (А1), МПК6 G01F 15/14, G01F 15/18, опубликованный 12.06.1991 г.].
Недостатком известного технического решения является то, что главные функциональные устройства системы (измерительный блок утечки газа и запорный клапан) установлены непосредственно в самом счетчике газа. Это предопределяет ограничение функциональности данной системы в целом: во- первых, установка ее на газовой магистрали, где уже есть газовый счетчик, является нецелесообразным из-за дублирования функции последнего; во- вторых, установка данной системы, как правило, не возможна непосредственно перед бытовым газовым оборудованием в жилых помещениях, где могут возникать опасные концентрации газа, который вытекает. При этом данная система реагирует только на утечку газа, обусловленную повреждением газовой магистрали (улавливается
регулятором давления и фиксируется измерительным блоком утечки газа) и при этом никоим образом не реагирует на возможные бытовые причины утечки (залитое водой пламя на кухонной плите, угасшее пламя на горелке котла и т.п.).
Наиболее близкой по своей сути и достигаемому эффекту, и принимаемой в качестве ближайшего аналога, является система автоматизированного управления газовым потоком, которая содержит запорный клапан, контроллер, селективный газовый датчик, исполнительный привод и источник питания, причем запорный клапан выполнен в виде крана, оснащенного подпружиненным запирающим органом в виде пусковой пружины, которая взаимодействует с поворотным хвостовиком, и прибором фиксации запирающего органа, а исполнительный привод ударного действия выполнен с возможностью влияния на прибор фиксации пусковой пружины запирающего органа и содержит при этом обмотку и возбужденный коаксиально установленный якорь, одна торцевая часть которого выполнена в виде ферромагнитного сердечника, а противоположная ей часть выполнена в виде токопроводящего диска [см. патент Украины N°35120(A), МПК6 F16 21/04, F16K 5/00, опубликованный 15.03.2001 в Бюл. ].
Основным недостатком известного технического решения является то, что данная система не обеспечивает полного автоматического управления газовым потоком. Данный недостаток объясняется особенностями конструкции функциональных элементов данной системы. В частности, запорный клапан выполнен в виде стандартного газового крана, модернизованного за счет добавления в его конструкцию подпружиненного запирающего органа, выполненного в виде пусковой пружины, которая взаимодействует с поворотным хвостовиком крана, установленного на поворотной рукоятке-держателе последнего, и прибора фиксации запирающего органа. При этом известная система включает исполнительный
привод ударного действия, который, согласно известному предложению, создает импульсные нагрузки на прибор фиксации пусковой пружины запирающего органа, который в свою очередь действует на запорный клапан (кран). Учитывая то, что предложенный тип привода не предусматривает реверсивного хода, и после срабатывания пусковой пружины запорного механизма (перекрывание газа) повторное возвращение системы в исходное состояние, даже после устранения причин утечки газа, может быть осуществлено исключительно человеком вручную путем поворота (сведения) рукоятки хвостовика крана, известная система не может быть полностью автоматической.
Следующий существенный недостаток известного технического решения связан с предыдущим и состоит в том, что конструкции запорного клапана и исполнительного привода являются сложными и не надежными в эксплуатации, что в целом снижает функциональные возможности данной системы управливлиння газовым потоком и ее надежность.
Еще одним важным недостатком известного технического решения является то, что предложенная система выполнена не компактно и при этом предполагает использование комбинации сложного и дорогостоящего оборудования, чем существенно ухудшаются потребительские качества данной разработки.
В основу изобретения поставлена задача улучшить технико- эксплуатационные и потребительские характеристики известной системы управления газовым потоком за счет обеспечения автоматической блокировки подачи газа в аварийных ситуациях, упрощения конструкции запорного клапана с обеспечением его простым, надежным и функциональным приводным механизмом, а также усовершенствования общей конфигурации устройств в системе путем соответствующих конструктивных изменений.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в системе автоматического управления газовым потоком, которая содержит запорный клапан, контроллер, селективный газовый датчик, исполнительный привод и источник питания, согласно предложению, запорный клапан включает корпус с крышкой и входным и выходным патрубками, в полости которого расположен шток с затвором, параметры которого соответствуют параметрам седла клапана, при этом запорный клапан кинематически связан с исполнительным приводом, который включает электический двигатель и зубчатую передачу в виде шестерни, сцепленной с зубчатым элементом, жестко соединенным со штоком в его ходовой части, кроме того ходовая часть штока запорного клапана и по крайней мере исполнительный привод находятся в полости кожуха, установленного на крышке корпуса запорного клапана.
При этом, согласно предложению, как электрический двигатель может быть использован реверсивный электрический двигатель.
Кроме того, согласно предложению, в различных возможных вариантах реализации предлагаемого изобретения зубчатый элемент может быть выполнен в виде зубчатой рейки с возможностью обеспечивать возвратно- поступательное движение штока под действием соответствующего усилия привода, или в виде зубчатого венца/полувенца с возможностью обеспечивать вращательное движение штока под действием крутящего момента привода.
Также, согласно предложению, нижняя торцевая часть затвора может содержать осевую направляющую, выполненную с возможностью нахождения и перемещения в соответствующем ей направляющем пазу заглушки корпуса при закрывании и открывании клапана.
Шток, согласно предложению, на свободном конце может содержать рукоятку резервного ручного управления.
При этом, согласно предложению, кожух может содержать по крайней мере один открытый участок поверхности с возможностью циркуляции воздуха в своей внутренней полости.
Также, согласно предложению, в полости вышеуказанного кожуха могут находиться селективный газовый датчик, контроллер и автономный источник питания - по одному или в любых возможных комбинациях.
Кроме того, предлагаемая система может дополнительно содержать датчик задымленное™.
Перечисленные признаки предложенного технического решения относительно автоматической системы управления газовым потоком являются существенными признаками заявляемого изобретения, а их совокупность обеспечивает достижение ожидаемого технического результата - обеспечение полного автоматического блокирования и разблокирования подачи газа, а также упрощение по сравнению с ближайшим аналогом конструкции и повышение надежности эксплуатации запорного клапана и исполнительного привода. Кроме этого, достигается возможность получения компактного взаимного расположения всех функциональных устройств в пределах системы, что способствует улучшению общей функциональности последней, повышению удобства пользования, а также способствует повышению потребительских характеристик данной разработки и стимулирует коммерческий интерес к ее внедрению в производство.
В целом технический результат состоит в получении полностью автоматической системы управления газовым потоком простой, эффективной, надежной и компактной блочной конструкции.
Причинно-следственная связь существенных признаков предложенного решения с техническим результатом, который достигается, состоит в следующем.
Благодаря усовершенствованной конструкции запорного клапана и исполнительного привода, а также оптимизации технологических связей между ними и остальными функциональными устройствами, система получает возможность полностью автоматически, без участия человека, управлять газовым потоком. Так, в системе автоматического управления потоком газа, которая предлагается, при появлении газа в контролируемом помещении, где расположено газовое оборудование, по команде контроллера, который реагирует на смену показателей селективного газового датчика, электромеханический привод осуществляет автоматическое закрытие запорного клапана. После того, как показатели загазованности приходят в норму (после устранения причины утечки газа и, например, проветривания контролируемого помещения) происходит автоматическое открывание указанного запорного клапана за счет реверсивного хода электрического двигателя по соответствующей команде контроллера, которую он присылает на основании показателей селективного газового датчика.
При этом предложенная система выполнена с возможностью автоматически управлять положением клапана независимо от источника утечки газа в контролируемом помещении: газ может поступать как непосредственно с газового оборудования при неправильном его функционировании (случайно или намеренно оставлен вентиль газовой плиты, залиты конфорки газовой плиты, угасший огонь на горелке газового котла), так и в случае негерметичности газовой магистрали (из-за повреждения трубопровода или неплотности его стыков). При этом предложенная система выполнена с возможностью автоматически управлять положением клапана при наличии угарного газа в помещении при возникновении пожара. Также благодаря дополнительному наличию датчика задымленное™ предложеннная система обеспечивает возможность
блокировать подачу газа в случае наличия дыма в контролируемом помещении и, соответственно, после устранения источника задымленности и проветривания помещения восстанавливать подачу газа в автоматическом режиме.
Дополнительный потребительский эффект достигается благодаря возможности резервного ручного управления запорным клапаном. Для этого достаточно отсоединить систему от автономного источникка питания или выключить из сети, после чего можно закрыть клапан вручную путем нажатия на рукоятку, установленную на свободном конце штока, до упора или вращения рукоятки, в зависимости от выбранной конструкции зубчатого элемента. Это удобно, когда необходимо временно перекрыть поток газа, например, на время отсутствия пользователей дома. Аналогичным образом вручную можно открыть клапан, что может понадобиться во время пуско- наладочных и ремонтных работ.
Благодаря упрощению конструкции запорного клапана, в частности за счет отказа от использования пружинного запирающего органа и прибора фиксации запирающего органа, одновременно с использованием предложенных конструктивных решений по выполнению зубчатых элементов приводного механизма, достигается существенное улучшение функциональности запорного клапана, возможность эффективно использовать как крановый, так и вентильный тип клапана.
При этом независимо от выбранного типа запорного клапана, в предложенной конструкции предусмотрена возможность дополнительно повысить его функциональность и надежность за счет оснащения нижней торцевой части затвора клапана осевой направляющей, выполненной с возможностью нахождения и перемещения в соответствующем ей направляющем пазу заглушки корпуса при закрывании и открывании клапана. Данное конструктивное усовершенствование способствует
повышению надежности перекрытия проходного отверстия в корпусе клапана, поскольку позволяет уравновесить затвор в осевом направлении, что особенно актуально в условиях использования средних и высоких давлений газа с относительно малыми диаметрами прохода. Данные характеристики газового потока, как известно, очень часто используются именно в малых газовых магистралях, подключенных к бытовому газовому оборудованию.
Также благодаря наличию в составе конструкции запорного клапана дополнительного кожуха с полостью, открытой для доступа загазованного воздуха, в совокупности с предложенной его пространственной ориентацией относительно корпуса запорного клапана и остальных функциональных устройств, обеспечивается возможность компактного исполнения предложенной системы в виде единого блока-модуля, который может быть легко встроен непосредственно в газовую магистральную линию и имеет привлекательный для потребителя эстетический вид. В частности, согласно предложению, и контроллер, и селективный газовый датчик, и автономный источник питания могут быть расположены непосредственно в пределах внутренней полости указанного кожуха (для обеспечения максимальной компактности конструкции), или по крайней мере одно из вышеуказанных устройств может быть установлено, например, на внешней поверхности кожуха с использованием проводной или беспроводной связи с остальными устройствами, или быть удаленным от корпуса с использованием проводной или беспроводной связи.
При этом кожух с открытой внутренней полостью обеспечивает доступ загазованного воздуха к настроенному, например, на природный газ СН4 и/или на угарный газ СО селективному газовому датчику, а также задымленного воздуха - соответственно, к датчику задымленности, в случае их нахождения внутри кожуха.
Дальнейшая сущность изобретения поясняется в описании, приведенном ниже как не ограничивающий пример со ссылкой на иллюстративный материал, на котором изображено: на фиг. 1 - общая схема предложенной автоматической системы управления газовым потоком; на фиг. 2 - предложенная автоматическая система управления газовым потоком, выполненная на базе запорного вентиля, в разрезе, положение «открыто»; на фиг. 3 - предложенная автоматическая система управления газовым потоком, выполненная на базе запорного крана, в разрезе, положение «закрыто».
Предложенная система автоматического управления газовым потоком включает запорный клапан 1, контроллер 2, селективный газовый датчик 3 (селективный - настроен на реагирование на соответствующие газы, например такие как природный и угарный газы), исполнительный привод 4 и источник питания 5. Запорный клапан 1 содержит корпус 6 с входным патрубком 7 и выходным патрубком 8. Корпус 6 закрыт крышкой 9. В полости корпуса 6 расположен затвор 10 со штоком 11. Затвор 10 выполнен преимущественно в виде тарельчатого или конического плунжера и оснащен, как правило, уплотнительной прокладкой (не показана). Параметры затвора 10 соответствуют параметрам седла 12, которое выполнено в полости корпуса 6 и перекрывается затвором 10 в его крайнем нижнем положении. Нижняя торцевая часть затвора 10 содержит осевую направляющую 13, выполненн ю с возможностью нахождения и перемещения при закрывании и открывании клапана 1 в соответствующем ей направляющем пазу 14 заглушки 15, установленной на корпусе 6, как правило, с противоположной стороны от крышки 9. Запорный клапан 1 кинематически связан с исполнительным приводом 4. Исполнительный привод 4 включает электической двигатель 16, который может быть выполнен как реверсивный для обеспечения полного автоматического блокирования и разблокирования подачи газа, и зубчатую передачу в виде шестерни 17, сцепленной с
зубчатым элементом, выполненным в зависимости от выбранного варианта реализации изобретения, в виде зубчатой рейки 18 (фиг. 2) с возможностью обеспечивать возвратно-поступательное движение штока 1 1 под действием соответствующего усилия привода 4 или в виде зубчатого венца 19 (фиг. 3) с возможностью обеспечивать вращательное движение штока 11 через неподвижную ходовую гайку 20 под действием крутящего момента привода 4. При этом на поверхности ходовой части штока 1 1 выполнена резьба (не показана) для взаимодействия с внутренней нарезной поверхностью ходовой гайки 20. Зубчатый элемент 18 (19) жестко соединен со штоком И в его ходовой части. При этом ходовая часть штока 11 запорного клапана 1 и по меньшей мере исполнительный привод 4 находятся в полости кожуха 21, установленного на крышке 9 корпуса 6 запорного клапана 1. На свободном конце штока 11 расположена рукоятка 22 резервного ручного управления любой известной формы, например в виде плоской пластины. Кроме того, во внутренней полости кожуха 21 расположены также контроллер 2, селективный газовый датчик 3, автономный источник 5 и датчик задымленности 23, например присоединенные к его внутренним стенкам.
Заявленная система может содержать сигнализатор газа бытовой, например СГБ-1-8, который выполнен с возможностью оповещения о наличии установленных уровней содержания контролируемых компонентов в воздухе - бытового или угарного газа.
Дальнейшая сущность предложенного изобретения поясняется совместно с наиболее удачным с практической точки зрения, однако не ограничительным, примером его реализации.
Предложенная система автоматического управления газовым потоком предназначена для установки перед газовым оборудованием преимущественно в бытовых жилых помещениях путем врезки в газовую
магистраль с последующей активацией автономного источника питания (аккумулятора) или подключением к общей электрической сети.
В случае повышения допустимого порога загазованности контролируемого помещения срабатывает селективный газовый датчик 3, который подает сигнал на контроллер 2. Контроллер 2 реагирует на изменение показателей селективного газового датчика 3 и формирует электрический сигнал, которым приводится в действие исполнительный привод 4. При этом усилие электрического двигателя 16 передается через шестерню 17 на валу двигателя посредством зубчатой рейки 18 (фиг. 2) на шток 1 1 с затвором 10. Поступательно двигаясь вниз, затвор 10 перекрывает проход в пределах седла 12 в крайнем нижнем положении. При этом осевая направляющая 13, расположенная в нижней торцевой части затвора 10, перемещается в полости соответствующего ей направляющего паза 14 заглушки 15 на корпусе 6.
Аналогичным образом крутящий момент электродвигателя 16 передается через шестерню 17 посредством зубчатого венца (полувенца) 19 на шток 11, который соответственно осуществляет вращательное движение вниз сквозь неподвижную ходовую гайку 20, которая может быть выполнена, например, как элемент крышки 9, до закрытия затвором 10 прохода в пределах седла 12 в своем крайнем нижнем положении, препятствуя таким образом прохождению газового потока.
После устранения причин утечки газа и снижения показателей загазованности до нормы по соответствующей команде контроллера происходит автоматическое поднятие запорного клапана 1 за счет реверсивного хода электрического двигателя 16. При этом во время поступательного движения штока 1 1 вверх зубчатая передача ориентирует затвор 10 таким образом, что проходное отверстие, ограниченное по контуру седлом 12 клапана 1, открывается, и газовый поток проходит в данной
области корпуса 6 клапана 1 в направлении выходного патрубка 8, а дальше - непосредственно к газовому оборудованию.
По такому же принципу система работает также и в случае появления в контролируемом помещении дыма, что фиксируется, соответственно, датчиком задымленности 23.
Для того, чтобы вручную перекрыть подачу газа, необходимо сначала отсоединить систему от источника питания. После этого достаточно нажать на рукоятку 22 вниз до упора (в случае использования вентиля с возвратно- поступательным движением штока 11) - под действием приложенного усилия зубчатая передача переместит шток 1 1 с затвором 10 в крайнее нижнее положение с размещением в седле 12. Соответственно для того, чтобы открыть клапан 1 , необходимо потянуть за рукоятку 22 вверх. В случае использования крана с вращательным движением штока 11 рукоятку 22 необходимо повернуть до упора по часовой стрелке (положение «закрыто») или против часовой стрелки (положение «открыто).
Сравнительный анализ вышеуказанного технического решения с ближайшим аналогом показал, что предложенный в данном изобретении принцип компактной блочной стуктуры системы функциональных устройств для управления газовым потоком, а также совокупность конструктивных решений, которая технологично обеспечивает его осуществление, приводят к появлению качественно новых технических свойств, в частности таких:
- обеспечение полностью автоматического (без участия человека) управления газовым потоком с возможностью блокировки подачи газа в аварийных ситуациях и автоматического ее восстановления после устранения причин утечки газа достигается за счет усовершенствованной конструкции запорного клапана и исполнительного привода, а также оптимизации технологических связей между ними и остальными функциональными устройствами системы;
- упрощение конструкции запорного клапана, что достигается за счет отказа
от использования подпружиненного запирающего органа и прибора фиксации запирающего органа одновременно с обеспечением возможности эффективно использовать как крановый, так и вентильный тип запорного клапана;
- улучшение функциональности запорного клапана, что достигается за счет отказа от исполнительного привода ударного действия в пользу конструктивно более простого и надежного электромеханического привода с возможностью задействования реверсивного механизма управления положением затвора клапана;
- общее улучшение функциональности системы по тем же причинам.
Поскольку совокупность этих свойств не установлена ранее из существующего уровня техники, можно сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию «изобретательский уровень».
При этом в известных источниках патентной и другой научно- технической информации не обнаружено конструкций и образцов систем автоматического управления газовым потоком с указанной в предложении совокупностью существенных признаков, поэтому предложенное техническое решение считается соответствующим критерию «новизна».
Кроме того, по результатам проверки на практике, предложенное решение относительно системы автоматического управления газовым потоком пригодно для промышленного применения, поскольку не содержит в своем составе никаких конструктивных элементов и материалов, которые невозможно было бы воспроизвести на современном этапе развития науки и техники, в частности, в области газового хозяйства, а следовательно данное техническое решение считается соответствующим критерию «промышленная применимость» .
Claims
1. Система автоматического управления газовым потоком, которая содержит запорный клапан, контроллер, селективный газовый датчик, исполнительный 5 привод и источник питания, отличающийся тем, что запорный клапан включает корпус с крышкой и входным и выходным патрубками, в полости которого расположен шток с затвором, параметры которого соответствуют параметрам седла клапана, при этом запорный клапан кинематически связан с исполнительным приводом, который включает электрический двигатель и ю зубчатую передачу в виде шестерни, сцепленной с зубчатым элементом, жестко соединенным со штоком в его ходовой части, кроме того ходовая часть штока запорного клапана и по меньшей мере исполнительный привод находятся в полости кожуха, установленного на крышке корпуса запорного клапана.
15 2. Система автоматического управления газовым потоком по п. 1, отличающаяся тем, что как электрический двигатель использован реверсивный электрический двигатель.
3. Система автоматического управления газовым потоком по п. 1, отличающаяся тем, что зубчатый элемент выполнен в виде зубчатой рейки
20 и обеспечивает возвратно-поступательное движение штока под действием поступательного усилия привода.
4. Система автоматического управления газовым потоком по п. 1, отличающаяся тем, что зубчатый элемент выполнен в виде зубчатого венца/полувенца и обеспечивает вращательное движение штока через
25 неподвижную ходовую гайку под действием крутящего момента привода.
5. Система автоматического управления газовым потоком по п. 1, отличающаяся тем, что нижняя торцевая часть затвора содержит осевую направляющую, выполненную с возможностью нахождения и перемещения в
соответствующем ей направляющем пазу заглушки корпуса при закрывании и открывании клапана.
6. Система автоматического управления газовым потоком по п. 1, отличающаяся тем, что шток на свободном конце содержит рукоятку
5 резервного ручного управления.
7. Система автоматического управления газовым потоком по п. 1, отличающаяся тем, что кожух содержит по крайней мере один открытый участок поверхности с возможностью циркуляции воздуха в своей внутренней полости.
ю 8. Система автоматического управления газовым потоком по п. 1, отличающаяся тем, что селективный газовый датчик находится в полости кожуха.
9. Система автоматического управления газовым потоком по п. 1, отличающаяся тем, что контроллер находится в полости кожуха.
15 10. Система автоматического управления газовым потоком по п. 1, отличающаяся тем, что автономный источник питания находится в полости кожуха.
1 1. Система автоматического управления газовым потоком по п. 1 , отличающаяся тем, что дополнительно содержит датчик задымленности.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201502066A UA109390C2 (uk) | 2015-03-06 | 2015-03-06 | Система автоматичного управління газовим потоком |
| UAA201502066 | 2015-03-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016144282A1 true WO2016144282A1 (ru) | 2016-09-15 |
Family
ID=54771690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/UA2015/000069 WO2016144282A1 (ru) | 2015-03-06 | 2015-08-05 | Система автоматического управления газовым потоком |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA109390C2 (ru) |
| WO (1) | WO2016144282A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111779873A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-10-16 | 江苏华力矿业科技有限公司 | 一种应用于煤矿束管监测多路气体采集的阀座模块 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU74843A1 (ru) * | 1946-12-26 | 1948-11-30 | И.А. Городинский | Реверсивный электрический двигатель |
| EP0836701A1 (fr) * | 1995-07-05 | 1998-04-22 | Schlumberger Industries S.A. | Organe de coupure antifraude pour compteur de gaz et compteur de gaz equipe d'un tel organe de coupure |
| WO2000043701A1 (en) * | 1999-01-22 | 2000-07-27 | Honeywell International, Inc. | Motorized valve actuating device |
| RU2186279C2 (ru) * | 2000-10-19 | 2002-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "ТЭТРА" ЛТД" | Блокировочный газовый кран-клапан |
| UA60800U (en) * | 2010-12-21 | 2011-06-25 | Андрей Васильевич Ищенко | Electromagnetic valve |
-
2015
- 2015-03-06 UA UAA201502066A patent/UA109390C2/uk unknown
- 2015-08-05 WO PCT/UA2015/000069 patent/WO2016144282A1/ru active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU74843A1 (ru) * | 1946-12-26 | 1948-11-30 | И.А. Городинский | Реверсивный электрический двигатель |
| EP0836701A1 (fr) * | 1995-07-05 | 1998-04-22 | Schlumberger Industries S.A. | Organe de coupure antifraude pour compteur de gaz et compteur de gaz equipe d'un tel organe de coupure |
| WO2000043701A1 (en) * | 1999-01-22 | 2000-07-27 | Honeywell International, Inc. | Motorized valve actuating device |
| RU2186279C2 (ru) * | 2000-10-19 | 2002-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "ТЭТРА" ЛТД" | Блокировочный газовый кран-клапан |
| UA60800U (en) * | 2010-12-21 | 2011-06-25 | Андрей Васильевич Ищенко | Electromagnetic valve |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111779873A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-10-16 | 江苏华力矿业科技有限公司 | 一种应用于煤矿束管监测多路气体采集的阀座模块 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA109390C2 (uk) | 2015-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8256742B2 (en) | Manual to automatic valve conversion device | |
| RU2473829C2 (ru) | Устройство для запирания и отпирания потока текучей среды, а также соответствующий способ | |
| US10077848B2 (en) | Motorized fluid flow control valve | |
| AU2011200076A1 (en) | System and method to reduce standby energy loss in a gas burning appliance and components for use therewith | |
| KR20150026995A (ko) | 가스 차단 밸브 | |
| EA030132B1 (ru) | Температурно-регулируемые клапаны | |
| CY1104984T1 (el) | Βαλβιδα διακοπης απο αποσταση | |
| WO2016144282A1 (ru) | Система автоматического управления газовым потоком | |
| WO2010008531A2 (en) | Remote gas line shut-off valve | |
| RU195267U1 (ru) | Клапан-отсекатель | |
| CN111677876A (zh) | 一种燃气安全阀 | |
| RU2457383C1 (ru) | Клапан запорный электромагнитный нормально открытый | |
| RU2285180C1 (ru) | Клапан-отсекатель | |
| CN101769401B (zh) | 燃气管道阀门定时关闭装置 | |
| US2045308A (en) | Mixing valve | |
| CN201688015U (zh) | 燃气管道阀门定时关闭装置 | |
| US9671031B2 (en) | Wireless electric valve for automatic closing and opening of main fluid pipe | |
| RU2514451C1 (ru) | Механизм аварийного срабатывания | |
| US2350354A (en) | Control lever or wrench for gas meter inlet cocks | |
| RU115851U1 (ru) | Клапан запорный | |
| CN207961693U (zh) | 智能WiFi燃气阀 | |
| CN207080662U (zh) | 燃气高压过流切断阀 | |
| JPH0434290Y2 (ru) | ||
| RU2186279C2 (ru) | Блокировочный газовый кран-клапан | |
| RU195268U1 (ru) | Клапан-отсекатель |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 15884816 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 15884816 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |