Термочутливий регулятор потоку рідини

1. Термочутливий регулятор потоку рідини, що містить корпус із патрубками вхідних і вихідних контурів, розташований у корпусі підпружинений розподільний золотник із зовнішньою кільцевою проточкою для протікання рідини, торцеві стінки якого сполучені відповідно з робочою й зливною порожнинами корпусу, і розміщений усередині розподільного золотника термочутливий привідний C2 2 (19) 1 3 78413 пазами нерухомої втулки корпусу щілини для проходу регульованих потоків рідини. Робоча порожнина розташована з боку глухої торцевої стінки корпусу, а зворотна пружина - з боку протилежної торцевої стінки біля вихідного патрубка. Однак, використання у відомій конструкції безпосереднього привода розподільного золотника від термосистеми не забезпечує точного настроювання регулятора на задану температуру спрацьовування, а при використанні термореактивної пластичної речовини можливість вибору точки настроювання термочутливого привода на температур у обмежена і залежить від спеціальних воскових сумішей, що терморозширюються. Крім того, відома конструкція забезпечує більшу інерційність системи, що викликана витратами часу на нагрівання й охолодження реагенту, і, як наслідок: значні запізнювання в часі як при прямому, так і при зворотному спрацьовуванні; необхідність досягти значних величин різниці температур спрацьовування; нестабільність роботи термочутливого привода, викликана відходом температури настроювання після певної кількості циклів спрацьовування. Метою винаходу є підвищення швидкодії пристрою, розширення діапазону настроювань температур спрацьовування, підвищення точності й плавності регулювання параметрів вихідного потоку в режимі термостабілізації, можливість управляти більшими величинами протоку теплоносія при малих габаритах приводного вузла. Це досягається тим, що усередині розподільного золотника додатково встановлений керуючий золотник, останній виконаний підпружиненим і забезпечений системою каналів для з'єднання робочої порожнини корпусу, відповідно, з кільцевим каналом розподільного золотника або зливною порожниною, термочутливий приводний вузол контактує з керуючим золотником, а патрубок, розташований на торцевій стінці корпусу біля зворотної пружини, з'єднаний з ємністю низького тиску. Як робочий елемент термочутливого приводного вузла використаний набір біметалічних дисків, зібраних у пакети, а між пакетами встановлені тверді вставки. Причому, у наборі одного пакета встановлені біметалічні диски з однаковою температурою спрацьовування, а температура спрацьовування в різних пакетах вибирається з рівномірним зміщенням, при цьому значення зміщення температури спрацьовування біметалічних дисків у різних пакетах становить у межах від 0,2 до 2°С. Сутність пропозиції пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 показаний поздовжній розріз пропонованого пристрою, а на Фіг.2 - його поперечний розріз у середній частині корпусу. Пропонований термочутливий регулятор потоку рідини містить циліндричний корпус 1 з патрубками: 2 теплого, 3 холодного і 4 основного потоків рідини (контурів). У корпусі 1 розміщений розподільний золотник 5 із зовнішньою кільцевою проточкою 6 для протікання рідини. З боку глухої торцевої стінки 7 корпусу розташована робоча порожнина 8, а з протилежної торцевої стінки 9 зливна порожнина 10. Торцеві сторони розподільного золотника 5 сполучені, відповідно, з робочою 4 8 і зливною 10 порожнинами корпусу 1. У зливній порожнині встановлена зворотна пружина 11 розподільного золотника. Усередині розподільного золотника розміщені: керуючий золотник 12, розташований у напрямній втулці 13, і термочутливий привідний вузол (термочутливий привод) 14. Як робочий (силовий) елемент термочутливого привідного вузла використаний набір, що складається з біметалічних дисків 15, зібраних у пакети 16. Між пакетами встановлені тверді вставки (проміжні диски) 17. Набір установлений у тонкостінній гільзі 18, виконаній з матеріалу з високою теплопровідністю, наприклад із бронзи. У тілі розподіьного золотника виконані пази 19, через які гільза 18 сполучена з кільцевою проточкою 6 для забезпечення теплового контакту термочутливого привода 14 з рідиною, що протікає. Керуючий золотник 12 одним торцем контактує з біметалічними дисками, які забезпечують тверде з'єднання з термочутливим приводом, а іншим - упирається у зворотну пружину 20, закріплену в розподільному золотнику. Керуючий золотник 12 додатково забезпечений каналом 21, що з'єднує його бічну поверхню з підпружиненим торцем, і каналом 22, що з'єднує його бічну поверхню із впускною порожниною 23 з боку торця, що впирається в біметалічні диски. Впускна порожнина 23 через пази 19 сполучена з кільцевою проточкою 6. У розподільному золотнику 5 виконані канали 24 і 25, що зв'язують робочу порожнину 8 корпусу з бічною поверхнею керуючого золотника 12. Патрубок 26 з'єднує зливну порожнину 10 корпусу із системою низького або атмосферного тиску. Для настроювання температури спрацьовування керуючого золотника 12 використовується регулювальний гвинт 27. При застосуванні пропонованого пристрою для термостабілізації основного потоку, рідина під тиском подається: з теплого контуру в патрубок 2, а з холодного контуру в патрубок 3. Вихід здійснюється через патрубок 4 основного контуру. У початковому стані, коли параметри настроювання регулятора на підтримку температури рідини, що протікає, відповідають значенню температури теплого контуру, вхід у патрубок 3 з холодного контуру перекритий розподільним золотником 5. Відповідно до температури рідини в кільцевій проточці 6 керуючий золотник 12 під дією пружини 20 притиснутий до термочутливого привода й займає положення, при якому робоча порожнина 8 через канали 24, 25 і 21 з'єднана зі зливною порожниною 10. Величини тисків, що діють на торцеві поверхні розподільного золотника 5, рівні й під дією пружини 11 він притиснутий до торцевої стінки 7 корпусу. Вхід рідини з патрубка 2 відкритий і рідина теплого контуру через кільцеву проточку 6 розподільного золотника 5 надходить до вихідного патрубка 4, звідки - в основний контур системи циркуляції. При підвищенні температури рідини в кільцевій проточці 6 термочутливий приводний вузол 14 нагрівається. У результаті, відбувається деформація біметалічних дисків 15, зміна напрямку їх ввігнутості й, отже, збільшення осьових розмірів вузла. Виникає зусилля, що впливає на керуючий золотник 12, і здійснюється його переміщення усередині напрямної втулки 13у бік пружини 20 з по 5 78413 ступовим її стисканням. У процесі переміщення керуючого золотника 12 при значному нагріванні приводного вузла спочатку відбувається роз'єднання каналів 25 і 21, і, отже, втрата зв'язку між робочою й зливною порожнинами, а потім - з'єднання каналів 25 і 22, і, отже, виникнення зв'язку робочої порожнини 8 із впускною порожниною 23. Як тільки відбудеться з'єднання робочої й впускної порожнин, рідина з кільцевої проточки 6 під тиском стане надходити через впускну порожнину 23 і канали 22, 25, 24 у робочу порожнину 8, заповнюючи її й підвищуючи в ній тиск. Після чого, під дією різниці тисків відбувається спрацьовування клапана та розподільний золотник 5, переборюючи зусилля пружини 11, переміщається від торцевої стінки 7 корпусу до протилежного торця. При значному зростанні різниці тисків він досягне торцевої стінки 10 і займе позицію, при якій буде відкритий вхід рідини з патрубка 3 і закритий - з патрубка 2. У цих умовах надходження рідини теплого контуру в клапан припинено, а рідина холодного контуру через патрубок 3 і кільцеву проточку 6 розподільного золотника 5 надходить до вихідного патрубка 4, звідки - в основний контур системи циркуляції. Якщо при подальшій роботі клапана температура рідини в кільцевій проточці 6 стане знижуватися, це приведе до охолодження термочутливого приводного вузла 14. При опусканні температури нижче встановленої настроюванням межі, зворотна деформація біметалічних дисків 15 приведе до зміни напрямку їх ввігн утості й, отже, зменшенню осьових розмірів приводного вузла 14, і під дією пружини 20 керуючий золотник 12 стане переміщатися в напрямку дисків. При зворотному переміщенні золотника 12 спочатку відбудеться роз'єднання каналів 25 і 22, тобто роз'єднання робочої 8 і впускної 23 порожнин. Потім здійсниться з'єднання каналів 25 і 21, що приведе до відкриття зв'язку між робочої 8 і зливною 10 порожнинами. У цих умовах рідина з робочої порожнини стане передавлюватися в зливну і тиск у робочій порожнині стане знижуватися. При подальшому охолодженні приводного вузла, після вирівнювання тисків між порожнинами відбудеться зворотне спрацьовування розподільного золотника 5, у результаті чого він під дією зворотної пружини 11 переміститься від торцевої стінки 9 корпусу до протилежної стінки 7 і займе позицію, при якій буде відкритий вхід рідини з патрубка 2 і закритий - з патрубка 3. У цих умовах надходження рідини холодного контуру в клапан припинено, а рідина теплого контуру над 6 ходить у патр убок 2 і через кільцеву проточку 6 розподільного золотника 5 проходить до вихідного патрубка 4, звідки - в основний контур системи циркуляції. У проміжних положеннях розподільного золотника 5 для протоку рідини частково відкриті обидва патрубки 2, 3 і на термочутливий вузол діє усереднене значення температур вхідних потоків. І якщо при цьому керуючий золотник 12 відкриває незначну величину прохідного отвору каналу 25, повне спрацьовування розподільного золотника 5 не відбувається. Малий отвір між каналами 25 і 22 сприяє повільному перетоку рідини із впускної порожнини 23 у робочу порожнину 8 і, відповідно, повільне її заповнення й ріст тиску в ній. А малий отвір між каналами 25 і 21 сприяє повільному перетоку рідини з робочої порожнини 8 у зливну порожнину 10 і, відповідно, повільне вирівнювання тисків між ними. У цих умовах, пристроєм забезпечується плавне регулювання співвідношення об'ємів рідини, що надходить із теплого й холодного контурів, і таким чином, з високою точністю досягається автоматична підтримка параметрів рідини основного контуру в заданих межах. Запропонований регулятор може бути застосований також у режимі розподілу основного потоку рідини. У цьому випадку патрубок 4 використовується як впускний, а патрубки 2 і 3 - як випускні. При цьому ви хід рідини через патрубки 2 і 3 перерозподіляється регулятором залежно від настроєних значень температури спрацьовування. Кращі динамічні характеристики має конструкція термочутливого приводу, що складається з декількох пакетів 16 біметалічних дисків 15, розділених твердими проставками (проміжними дисками) 17. Для забезпечення плавності ходу та стабільності роботи термочутливого привода, значення температури спрацьовування в одному пакеті вибирається однаковим, а в різних пакетах - з рівномірним зміщенням у межах від 0,2 до 2°С Джерела інформації: 1. Пат. Великобританії №1402824, кл. G05D23/00. 2. Авт. свід. СРСР №752259, кл. G05D23/02. 3. Авт. свід. СРСР №756369, кл. G05D23/02. 4. Авт. свід. СРСР №1539739, кл. G05D23/02. 5. Заявка Франції №2255691, кл. Н01Н37/12. 6. Авт. свід. СРСР №1267067, кл. G05D23/02. 7. Заявка Франції №2304954, кл. G05D23/12. 8. Заявка Франції №2464519, кл. G05D23/12. 7 Комп’ютерна в ерстка C.Литв иненко 78413 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601