Патент на изобретение №2316037

(54) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области термометрии, а именно к регуляторам прямого действия для автоматического поддержания температуры, как правило, воды в различных системах. Изобретение направлено на повышение надежности регулятора температуры при обеспечении его высокой чувствительности и точности поддержания заданной температуры рабочей среды. Этот технический результат обеспечивается за счет того, что в регуляторе температуры, содержащем корпус с подводящими и отводящими патрубками, клапаном и седлом, а также термосистему, включающую термобаллон с термочувствительной жидкостью, расположенный вне корпуса в регулируемой среде и сообщенный посредством капилляра с силовым цилиндром, свободный конец штока которого располагается в полости корпуса, клапан выполнен в виде пластины, установленной в корпусе таким образом, что в закрытом положении клапана она не взаимодействует со штоком, а в случае уменьшения температуры регулируемой среды пластина имеет возможность поворота при взаимодействии со свободным концом перемещающегося штока. Предпочтительно, чтобы свободный конец штока был выполнен со скосом, обращенным в сторону поворотной пластины. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к регулированию температуры циркулирующих сред, а именно к регуляторам температуры прямого действия, которые используются для автоматического поддержания температуры систем горячего водоснабжения, обратной воды отопления и т.д.

Такие регуляторы температуры известны, например, из патентов №2175142, 2001; №2269152, 2006; №27431, 2003.

Наиболее близким аналогом можно считать регулятор температуры по патенту РФ №2175142, 2001, который содержит корпус, клапан, седло и термосистему с силовым цилиндром, поршнем и штоком. Клапан выполнен в виде тарельчатого запорного органа, жестко прикрепленного к штоку. При изменении температуры подводимой рабочей среды под действием термочувствительной жидкости поршень и шток совершают поступательные перемещения, непосредственно передаваемые клапану, в результате чего изменяется проходное сечение между клапаном и седлом.

К недостаткам этого регулятора температуры следует отнести недостаточную надежность в работе, поскольку при увеличении температуры рабочей среды выше заданной клапан под действием штока упирается в седло, не реагируя на увеличение температуры. Возрастающее давление термочувствительной жидкости в силовом цилиндре может привести к его поломке. Для исключения этого регулятор температуры приходится делать более массивным, с увеличенными габаритами, что снижает его чувствительность к точности поддержания заданной температуры рабочей среды.

Патентуемое техническое решение направлено на создание регулятора температуры с меньшими размерами.

Технический результат, который достигается предложением, состоит в повышении надежности работы регулятора температуры при обеспечении его высокой чувствительности и точности поддержания заданной температуры рабочей среды.

Для достижения этого технического результата в регуляторе температуры клапан отделен от штока и выполнен в виде поворотной пластины, не пересекающейся со штоком в закрытом положении клапана и имеющей возможность контактирования со свободным концом штока при ее повороте.

Исключение сочленения клапана и штока, а также их параллельность в закрытом положении клапана создают условия для беспрепятственного перемещения штока, то есть отсутствует воздействие штока на клапан и упирание последнего в седло под давлением термочувствительной жидкости, расширяющейся при увеличении температуры подводимой рабочей среды выше заданной. Это снижает вероятность поломки силового цилиндра и повышает надежность регулятора температуры. Выполнение клапана в виде поворотной пластины, с одной стороны, позволяет исключить жесткую механическую связь клапана со штоком, а, с другой стороны, обеспечивает контактирование со свободным концом штока при ее повороте, что сохраняет управление клапаном от перемещения штока и влияет на высокую чувствительность и точность поддержания заданной температуры рабочей среды регулятором температуры.

Дополнительным отличием патентуемого устройства является то, что свободный конец штока выполнен со скосом, обращенным в сторону поворотной пластины. При таком выполнении клапан при повороте контактирует с наиболее удаленной от оси поворотной пластины частью свободного конца штока, что обеспечивает высокую чувствительность и точность поддержания заданной температуры рабочей среды регулятора температуры.

Патентуемый регулятор температуры поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен его общий вид при закрытом положении; на фиг.2 – то же, при промежуточном положении клапана; на фиг.3 – то же, при полностью открытом клапане.

Регулятор температуры содержит корпус 1, в котором расположены клапан 2 и седло 3, и термосистему, включающую заполненный термочувствительной жидкостью и расположенный вне корпуса 1 в регулируемой среде термобаллон 4, сообщенный капилляром 5 с силовым цилиндром 6, имеющим поршень 7 и шток 8, свободный конец 9 которого располагается в полости 10 корпуса 1. Клапан 2 отделен от штока, то есть они не сочленены, не связаны между собой жесткой механической связью. Клапан 2 выполнен в виде поворотной на оси 11 пластины. Поворотная пластина клапана 2 не пересекается со штоком 8 в закрытом положении клапана (фиг.1), они параллельны. При повороте из закрытого положения поворотная пластина контактирует со свободным концом штока (фиг.2, фиг.3). Свободный конец штока имеет скос 12, обращенный в сторону поворотной пластины клапана 2. Корпус 1 имеет подводящий 13 и отводящий 14 патрубки.

Регулятор температуры настраивают на поддержание заданной температуры рабочей среды. В процессе настройки шток 8 и поворотная пластина клапана 2 устанавливаются в положение, соответствующее образованию необходимого проходного сечения между клапаном 2 и седлом 3 (фиг.2). Поворотная пластина клапана контактирует со свободным концом 9 штока 8.

Поступающая в корпус 1 (по направлению стрелки) рабочая среда дросселируется через проходное сечение между клапаном 2 и седлом 3, а затем отводится из корпуса 1.

При увеличении температуры подводимой рабочей среды термочувствительная жидкость в термобаллоне 4 расширяется и, поступая по капилляру 5 в силовой цилиндр 6, перемещает поршень 7 и шток 8. При поступательном перемещении штока в полости 10 корпуса 1 поворотная пластина поворачивается на оси 11 влево, что приводит к уменьшению проходного сечения и, следовательно, к уменьшению расхода рабочей среды.

При увеличении температуры подводимой рабочей среды выше заданной поворотная пластина клапана 2 занимает вертикальное положение, взаимодействуя с седлом 3 и не пересекаясь со штоком (фиг.1). Ввиду отделения клапана 2 от штока 8, последний беспрепятственно может перемещаться при возрастании температуры рабочей среды, что не приводит к поломке силового цилиндра 6 и обеспечивает надежность работы регулятора температуры.

При уменьшении температуры подводимой рабочей среды термочувствительная жидкость сжимается, поршень 7 и шток 8 перемещаются вниз (в обратном направлении), под напором рабочей среды клапан 2 поворачивается на оси 11 до контакта со скосом 12 свободного конца 9 штока 8, увеличивая проходное сечение (фиг.2).

Поворотная пластина клапана обладает высокой чувствительностью к изменению перемещений штока силового цилиндра и обеспечивает высокую точность поддержания заданной температуры рабочей среды.

Повышение надежности эксплуатации и обеспечение высокой чувствительности и точности поддержания заданной температуры рабочей среды обуславливают создание регулятора температуры более компактного, с меньшими размерами.

Формула изобретения

1. Регулятор температуры, содержащий корпус с подводящими и отводящими патрубками и размещенные в корпусе клапан и седло, а также термосистему, включающую заполненный термочувствительной жидкостью термобаллон, расположенный вне корпуса в регулируемой среде и сообщенный посредством капилляра с силовым цилиндром, имеющим поршень и шток, свободный конец которого располагается в полости корпуса, отличающийся тем, что клапан выполнен в виде пластины, установленной в корпусе таким образом, что в закрытом положении клапана она не взаимодействует со штоком, а в случае уменьшения температуры регулируемой среды пластина имеет возможность поворота при взаимодействии со свободным концом перемещающегося штока.

2. Регулятор температуры по п.1, отличающийся тем, что свободный конец штока выполнен со скосом, обращенным в сторону пластины.

РИСУНКИ