Термостатический кондесатоотводчик

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(73) Патентообладатель Прима Владимир Евгеньевич(57) 1. Термостатический конденсатоотводчик, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода среды,крышку корпуса с установленными в ней термобиметаллическими пластинами, опирающимися на корпус и кинематически связанными с штоком привода затвора, установленного с возможностью перекрытия отверстия между патрубком отвода среды и полостью крышки, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен приспособлением для регулирования температуры закрытия затвора, выполненным в виде установленной на резьбовой части винта траверсы, при этом затвор выполнен в виде по меньшей мере двух размещенных симметрично от оси винта клапанов, штоки которых пропущены через пластины и связаны с траверсой, а винт опирается на термобиметаллические пластины. 2. Термостатический конденсатоотводчик по п. 1, отличающийся тем, что между винтом и термобиметаллическими пластинами установлена опорная шайба. 3. Термостатический конденсатоотводчик по п. 1, отличающийся тем, что поверхность штоков клапанов, взаимодействующая с траверсой, выполнена сферической. 4.Термостатический конденсатоотводчик по п. 1, отличающийся тем, что содержит более одной пары клапанов. 4172 1 Изобретение относится к устройствам для отвода конденсата из теплопотребляющих аппаратов и позволяет повысить надежность конденсатоотводчика. Аналогом заявляемого технического решения является конденсатоотводчик с биметаллическим устройством управления 1, в корпусе которого выполнены сменные впускные и выпускные отверстия, а устройство управления имеет биметаллическую пластинку, затвор со шпинделем, проходящий через центр пластины, зажим, сцепленный с пластиной, втулку с седлом для затвора и опору для пластин, причем предусмотрен цилиндр для направления потока, через который направляется удаленный от затвора конец шпинделя, а цилиндр делит внутреннюю часть корпуса на полости, соединенные с впускным и выпускным отверстиями, и две полости, соединенные клапанами. Существенным недостатком этого устройства является низкая его надежность, определяемая наличием центрального отверстия в биметаллических пластинах, являющимся местом концентрации напряжений при изгибе пластин. Известен также термостатический конденсатоотводчик по 2, содержащий корпус с подводящим и отводящим каналами, крышку, выпускной клапан со штоком, размещенным в крышке, и затворным органом, размещенным в отводящем канале, седло клапана, установленное в последнем, размещенный в крышке и установленный на штоке с образованием с ним кольцевого канала пакет биметаллических пластин, закрепленный на верхнем конце штока регулируемый упор, дополнительно установленный на штоке между упором и пакетом термоупругих пластин, периодически перекрывающих кольцевой канал, снабженный также размещенными между биметаллическими пластинами пакета чередующимися с ними гофрированными упругими пластинами, при этом в седле и на запорном органе выполнены кольцевые проточки с образованием лабиринтного канала. Недостатком данной конструкции является низкая его надежность, определяемая наличием в ней регулируемого упора, дополнительно установленного на штоке между упором и пакетом термоупругих пластин, в центре которого также имеется отверстие, являющееся местом концентрации напряжений при изгибе пластины, что приводит к образованию в этом месте микротрещин. Кроме того, конструкция фиксатора для регулируемого упора не обеспечивает его надежного закрепления при работе в высокотемпературной среде. Наличие кольцевого канала между штоком и пакетом биметаллических пластин в месте, имеющем наибольший прогиб, значительно уменьшает ход штока при деформации пластин, а также жесткость пакета, уменьшая усилие, развиваемое им при нагреве. Известен Конденсатоотводчик по 3, в котором для увеличения хода штока использовано два пакета биметаллических пластин с различными температурами срабатывания. Однако эта конструкция имеет существенные недостатки, заключающиеся в увеличенном габарите и сложности изготовления. Известны также технические решения, увеличивающие усилие, создаваемое пакетом биметаллических пластин, например Конденсатоотводчик по 4, в котором использовано два пакета пластин, усилия от которых суммируются с помощью рычажного механизма. Однако такое техническое решение приводит к увеличению количества деталей и габаритов конденсатоотводчика, что повышает затраты на изготовление. Из известных технических решений наиболее близким объектом к заявляемому по совокупности существенных признаков является Термостатический конденсатоотводчик по 5, принятый авторами за прототип заявляемого изобретения. Принятый за прототип объект представляет собой термостатический конденсатоотводчик, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода среды, крышку корпуса с установленными в ней термобиметаллическими пластинами, операющимися на корпус и кинематически связанными с штоком привода затвора, установленного с возможностью перекрытия отверстия между патрубком отвода среды и полостью крышки. Принятый за прототип конденсатоотводчик обеспечивает экономичную работу при отводе конденсата. Однако принятое за прототип устройство имеет существенные недостатки, заключающиеся в том, что по центру термобиметаллических пластин имеется отверстие, которое является местом концентрации напряжений при изгибе пластины, что приводит к образованию в этом месте микротрещин. Наличие отверстия в месте, имеющем наибольший прогиб, значительно уменьшает ход штока при деформации пластин, а также жесткость пакета, уменьшая усилие, развиваемое им при нагреве. Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы термобиметаллических пластин конденсатоотводчика. В результате решения этой задачи достигнут новый технический результат, заключающийся в разработке конструкции термостатического конденсатоотводчика с улучшенными весогабаритными характеристиками и повышенной надежностью. Использование изобретения при проектировании и изготовлении новых изделий повышает их конкурентоспособность в сравнении с известными. Данный технический результат достигнут тем, что в термостатическом конденсатоотводчике, содержащем корпус с патрубками подвода и отвода среды, крышку корпуса с установленными в ней термобиметалличе 2 4172 1 скими пластинами, операющимися на корпус и кинематически связанными с штоком привода затвора, установленного с возможностью перекрытия отверстия между патрубком отвода среды и полостью крышки, согласно изобретению, он дополнительно снабжен приспособлением для регулирования температуры закрытия затвора, выполненным в виде установленной на резьбовой части винта траверсы, при этом затвор выполнен в виде по меньшей мере двух размещенных симметрично от оси винта клапанов, штоки которых пропущены через пластины и связаны с траверсой, а винт опирается на термобиметаллические пластины, при этом между винтом и термобиметаллическими пластинами может быть установлена опорная шайба. Кроме того, поверхность штоков клапанов, взаимодействующая с траверсой, может быть выполнена сферической, а конденсатоотводчик может содержать более одной пары клапанов. Отличительной особенностью заявляемого изобретения является то, что конденсатоотводчик дополнительно снабжен приспособлением для регулирования температуры закрытия затвора, выполненным в виде установленной на резьбовой части винта траверсы, при этом затвор выполнен в виде по меньшей мере двух,размещенных симметрично от оси винта клапанов, штоки которых пропущены через пластины и связаны с траверсой, а винт опирается на термобиметаллические пластины. Такое техническое решение позволяет обеспечить наиболее компактное размещение привода затвора,выполняемого с помощью термобиметаллических пластин. При этом в сравнении с прототипом укрепляется центральная часть термобиметаллических пластин, что повышает надежность их работы и увеличивает создаваемое этими пластинами усилие. Другой отличительной особенностью заявляемой конструкции является то, что между винтом и термобиметаллическими пластинами установлена опорная шайба. Опорная шайба предотвращает смятие тонкостенных пластин, что также повышает надежность их работы. Еще одной отличительной особенностью заявляемой конструкции является то, что поверхность штоков клапанов, взаимодействующая с траверсой, может быть выполнена сферической, что позволяет компенсировать технологические погрешности изготовления и обеспечить передачу усилия по оси штоков. Такое решение позволяет принять минимальным диаметр штоков, соответственно уменьшить диаметр отверстий в пакете термобиметаллических пластин и тем самым повысить надежность их работы. И еще одной отличительной особенностью заявляемого изобретения является то, что конденсатоотводчик может содержать более одной пары клапанов. Это позволяет создавать конденсатоотводчики в широком диапазоне по производительности, используя унифицированные детали затвора. Эксперименты, выполненные авторами, показали, что при использовании заявляемого технического решения существенно возрастает усилие, развиваемое пакетом термобиметаллических пластин, и повышается надежность их работы. Таким образом, приведенные отличительные особенности заявляемого изобретения в сравнении с известными техническими решениями позволяют создать дешевый и эффективно работающий конденсатоотводчик для любой промышленной, энергетической или технологической установки, что соответственно обеспечит его конкурентоспособность на современном рынке. На фиг. 1 представлен общий вид конденсатоотводчика, на фиг. 2 - вид сверху на корпус конденсатоотводчика со снятой крышкой. Термостатический конденсатоотводчик содержит корпус 1 с патрубками подвода 2 и отвода 3 среды, крышку 4 корпуса с установленными в ней термобиметаллическими пластинами 5, опертыми на корпус 1 через седла 6, в которых выполнены окна 7 для пропуска среды. Пластины 5 кинематически связаны с штоками 8 привода затворов 9, установленных с возможностью перекрытия отверстий 10 в седлах 6 между патрубком 3 отвода среды и полостью крышки 4, при этом между штоками 8 и пластинами 5 установлено приспособление для регулирования температуры закрытия затворов 9. Приспособление для регулирования температуры закрытия затворов выполнено в виде установленной на резьбовой части винта 11 траверсы 12, при этом затворы 9 выполнены в виде двух размещенных симметрично от оси винта 11 клапанов, штоки 8 которых пропущены через пластины 5 и взаимодействуют с траверсой 12, а винт 11 опирается на термобиметаллические пластины, причем между винтом и термобиметаллическими пластинами установлена опорная шайба 13. Верхняя часть винта 11 поддерживается в радиальном направлении цилиндрической расточкой заглушки 14. Поверхность 15 штоков клапанов, взаимодействующая с траверсой 12, выполнена сферической. При этом количество пар клапанов может быть выполнено больше, чем одна. На фиг. 2 показано расположение в плане отверстий в корпусе 1, соединяющих полость крышки 4 с патрубками подвода 2 и отвода 3 среды, при одной паре клапанов. Заявляемый термостатический конденсатоотводчик работает следующим образом. При отсутствии конденсата пар с более высокой температурой, чем конденсат, через патрубок 2 поступает в полость крышки 4 и омывает термобиметаллические пластины 5, при этом пластины 5 срабатывают импульсно, прогибаясь в направлении траверсы 12. Концы каждой пластины 5 опираются на соседние пластины, а весь пакет на седла 6. В результате взаимодействия пластин 5 с опорной шайбой 13 винт 11 перемещается вверх, увлекая за собой 3 4172 1 траверсу 12 и штоки 8 с затворами 9, при этом затворы 9 садятся каждый на свое седло в отверстиях 10, перекрывая патрубок 3 отвода среды и исключая проскок пара. При накоплении конденсата с более низкой температурой, чем пар, происходит охлаждение термобиметаллических пластин 5. При достижении критической температуры пластины 5 деформируются импульсно,прогибаясь в направлении от траверсы 12, возвращаясь к исходному состоянию. Пакет пластин 5 уменьшает при этом свои размеры, опорная шайба 13 опускается вниз, воздействуя при этом через винт 11, траверсу 12 на штоки 8. При перемещении штоков 8 вниз затворы 9 открывают отверстия 10 в седлах 6. Конденсат поступает через патрубок 2 корпуса 1 во внутреннюю полость крышки 4, омывает пакет термобиметаллических пластин 5 и затем через окна 7 и отверстия 10 поступает в патрубок отвода 3 и удаляется из конденсатоотводчика. Таким образом, при температуре конденсата ниже температуры конденсации пара в теплообменном аппарате выходной канал конденсатоотводчика открывается, а при достижении температуры настройки - закрывается. Настройка срабатывания пакета термобиметаллических пластин 5 осуществляется вращением винта 11 при снятой заглушке 14. Эксперименты, выполненные авторами, показали, что, в сравнении с наиболее эффективными известными конструкциями конденсатоотводчиков, заявляемое изобретение обеспечивает снижение потерь пара с отводимым конденсатом при значительном уменьшении затрат в эксплуатации и изготовлении. Таким образом, заявляемое изобретение в сравнении с прототипом обладает лучшими техническими характеристиками, что повышает его конкурентоспособность. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.