Пристрій автоматичного захисту систем тепловодопостачання від розморожування

Пристрій автоматичного захисту системи тепловодопостачання від розморожування, що містить установлений на системі перший вентиль з нерухомою кришкою, рухомим шпинделем з обмежувачем переміщення, золотником і пружним елементом, з'єднаним різьбою з кришкою, і неру хоме сідло, що взаємодіє через пружний елемент, і золотник зі шпинделем, який відрізняється тим, що він оснащений додатковим другим вентилем, розміщеним на системі вище від першого вентиля, причому кожний вентиль укомплектований додатковим датчиком температури води, виконаним у вигляді сильфона з першим і другим контактними торцями, зв'язаними ВІДПОВІДНО З двома фланцями, один із фланців з'єднаний зі шпинделем, а другий фланець через додатково установлену пружину - із золотником, при цьому порожнина сильфона датчика температури першого вентиля через додатково установлений капіляр сполучена з порожниною сильфона датчика температури другого вентиля Винахід відноситься до галузі водопровідноканалізаційного машинобудування і може бути використаний при спорудженні систем опалення, гарячого і холодного водопостачання для захисту їх від можливих аварій, викликаних розморожуванням внаслідок раптового зниження температури повітря навколишнього середовища і наявності при цьому в них води Найближчим до винаходу за технічною суттю є пристрій, виконаний у вигляді вентиля з нерухомою кришкою, рухомим шпинделем з обмежувачем переміщення, золотником і пружним елементом, що з'єднані різьбою з кришкою, нерухоме сідло, з яким через пружний елемент і золотник взаємодіє шпиндель, причому обмежувач переміщення вміщує гайку з фіксуючим елементом, який установлений на шпинделі з можливістю переміщення вздовж його осі фіксації в будь-якому положенні та взаємодії з нерухомою кришкою Це дає можливість регулювати хід шпинделя, а також запобігати необхідності докладати надмірні зусилля на запірний клапан (див патент США, № 3601362, Кл 251-285, 1971) систем від руйнування розморожуванням у випадку раптового зниження температури повітря навколишнього середовища при наявності в них води Взагалі, в таких випадках воду, наприклад із системи опалення, зливають шляхом ручного відкривання зливного вентиля Якщо з різних причин своєчасно цього не виконати, то всі елементи системи зруйнуються І вона протягом певного часу не буде функціонувати Для відновлення робото здатності системи необхідно використати додаткові матеріали, затратити час і працю, що в цілому завдасть народному господарству певних матеріальних збитків Крім цього, ручне обслуговування системи вимагає залучення додаткового обслуговуючого персоналу, затрат ручної праці і часу, а також створює пов'язані з цим значні незручності Саме через те відомий пристрій не знайшов широкого застосування Таким чином, відомий пристрій має обмежені функціональні можливості та область застосування Тому, з метою розширення функціональних можливостей та області застосування, пропонується удосконалення пристрою, суттєві ознаки якого полягають в тому, що в систему тепловодопостачання встановлюються два вентилі Перший вентиль - для зливання води із системи, встанов Однак, недоліком відомих вентилів є обмеженість функціональних можливостей, оскільки вони автоматично не захищають водопровідних о (О 60204 люється у найнижчій точці, а другий - для забезпечення постування повітря у надводний простір - у найвищій точці системи У вентилях додатково установлені датчики температури води у системі, сполучені між собою капіляром При цьому кожний датчик температури виконаний у вигляді сильфона з першим і другим контактними торцями, зв'язаними ВІДПОВІДНО З верхнім і нижнім фланцями, причому верхній фланець з'єднаний з нижньою частиною шпинделя, а нижній фланець через пружину - із золотником з пружинним елементом, який через шайбу утримується гайкою Запропонований пристрій дає можливість зливати воду автоматично або вручну із системи тепловодопостачання шляхом відкривання золотника, а також повністю запобігати її зливанню У першому випадку, по мірі охолодження води, об'єм робочої рідини у сильфонах датчиків температури зменшується, внаслідок чого нижній рухомий фланець сильфона датчика першого вентиля і разом з ним, зв'язаний через пружину золотник, буде переміщатися вгору, а верхній рухомий фланець сильфона датчика температури другого вентиля і, зв'язаний з ним через пружину золотник, буде переміщатися, навпаки, зверху вниз При цьому, завдяки надходженню через другий вентиль у систему атмосферного повітря, перший вентиль буде забезпечувати зливання води ще до и замерзання в елементах системи, запобігаючи їх руйнуванню від розморожування У другому випадку, коли необхідно з різних причин злити воду при її температурі, яка значно перевищує температуру замерзання, потрібно, обертаючи рукоятку другого вентиля, опустити шпиндель, а, обертаючи рукоятку першого вентиля, підняти шпиндель і зв'язані з ними датчики температури і золотники ВІДПОВІДНО ВНИЗ І вгору В результаті відкривання впускного отвору у другому вентилі атмосферне повітря доступатиме у систему, а при відкриванні зливного отвору у першому вентилі вода із системи буде зливатися назовні при будь-якій її плюсовій температурі У тому випадку, коли необхідно залити в систему воду без и втрат, запобігання зливанню води, при знаходженні верхнього рухомого фланця датчика температури другого вентиля у своєму нижньому положенні, а нижнього рухомого фланця датчика температури першого вентиля у своєму верхньому положенні, здійснюється також за допомогою рукояток керування положеннями шпинделів - шляхом повертання їх до взаємодії пружних елементів золотників із сідлами і повного при цьому закривання як впускного, так і зливного отворів системи тепловодопостачання Таким чином, запропонований пристрій має розширені функціональні можливості, оскільки забезпечує зливання води як в автоматичному, так і в ручному режимі, а також запобігає втратам води при заливанні її в систему при знижених температурах навколишнього середовища і, завдяки своїй простоті та надійності, може знайти широке застосування для захисту систем опалення та інших водопровідних систем від розморожування у випадку раптового зниження температури води, яка знаходиться в її елементах На представленому кресленні показано на фіг 1 принципову схему системи опалення із запропонованим пристроєм, а на фіг 2 - пристрій у розрізі Вказані конструктивні особливості запропонованого пристрою розглянемо на прикладі захисту від розморожування місцевої системи опалення, яка містить котел 1, головний стояк 2, подавальну магістраль 3, розширювальний бак 4, призначений для видалення із системи повітря, стояки 5, сполучені через підводки 6 і регулювальні крани 7 з нагрівальними приладами 8 Прилади 8 через замикаючі ДІЛЬНИЦІ 9, зворотну магістраль 10 і перший вентиль 11 пристрою сполучаються з котлом 1 Вентиль 11 складається із корпусу 12 з сідлом 13 і з кришкою 14 з гайкою 15, В кришці 14 на різьбі установлений шпиндель 16 Вентиль додатково оснащений датчиком 17 температури, виконаним у вигляді сильфона 18 з першим і другим контактними торцями зв'язаними ВІДПОВІДНО З верхнім 19 і нижнім 20 фланцями При цьому верхній рухомий фланець 19 шарнірно з'єднаний з нижньою частиною шпинделя 16, а нижній рухомий фланець 20 через пружину 21 і гайку 22 зв'язаний із золотником 23, який має пружний елемент 24, що утримується через шайбу 25 гайкою 26 У верхній частині шпинделя 16 розміщена гайка 27 регульованого упора з контргайкою 28, а також рукоятка 29, що притискується гайкою ЗО Для зручностей виконання монтажнодемонтажних робіт нижній 20 і верхній 19 рухомі фланці оснащені легко приєднувальними кришками 31 і 32 Настроювання потрібного ходу золотника 23, який забезпечує герметичність у з'єднанні сідло пружний елемент, в результаті обертання рукоятки 29 виконується гайками 15, 27 і 28 Порожнина сильфона 18 через капіляр 33 сполучається з порожниною сильфона датчика температури води додатково установленого в подавальній магістралі другого вентиля 34, який забезпечує надходження в систему атмосферного повітря Вентиль 34 містить корпус 35 з сідлом 36 і з кришкою 37 з гайкою 38, а також додатково оснащений датчиком 39 температури теплоносія, який виконаний у вигляді сильфона 40 з першим і другим контактними торцями, зв'язаними ВІДПОВІДНО з верхнім 41 і нижнім 42 рухомими фланцями Нижній рухомий фланець 42 шарнірно з'єднаний з верхньою частиною шпинделя 43, установленого в кришці 37, а верхній рухомий фланець 41 через пружину 44 і гайки 45 зв'язаний із золотником 46 та пружним елементом 47, що утримується через шайбу 48 гайкою 49 У нижній частині шпинделя 43 розміщена гайка 50 регульованого упора з контргайкою 51, а також рукоятка 52, що притискується гайкою 53 Для зручностей виконання монтажнодемонтажних робіт верхній 41 і нижній 42 рухомі фланці другого вентиля 34 оснащені легко приєднувальними кришками 54 і 55 Потрібний хід золотника 45, в результаті обертання рукоятки 52, при певній температурі води в системі, який забезпечує герметичність у з'єднанні 60204 сідло - пружний елемент, регулюється гайками 38, 50 і 51 Принцип дії запропонованого пристрою розглянемо на таких основних режимах його роботи 1) при автоматичному зливанні води з системи, 2) при ручному зливанні, 3) при заливанні гарячої води в систему у випадку зниженої температури навколишнього середовища В першому випадку, по мірі охолодження води, об'єм робочої рідини в сильфоні 18 датчика температури 17 зменшується Внаслідок цього верхній рухомий фланець 19, а разом з ним зв'язаний за допомогою пружини 21 і гайки 22 золотник 23 буде переміщатися вгору При відповідному настроюванні і регулюванні жорсткості пружини 21 та забезпеченні при цьому потрібного ходу золотника 23 вода буде виливатися до її замерзання в системі опалення, запобігаючи руйнуванню її елементів внаслідок можливого замерзання в них води В даному випадку гайка 27 повинна знаходитись на упорі в гайку 15 Однак виливанню води із закритої системи буде перешкоджати створене над нею розрідження наявного у системі повітря Для запобігання цьому в даному випадку зменшення об'єму робочої рідини в порожнині сильфона 18 датчика температури першого вентиля капіляром 33 буде передаватися в порожнину сильфона 40 датчика температури другого вентиля, який знаходиться вище датчика першого вентиля, де температура теплоносія може бути дещо вищою Початкове зменшення об'єму робочої рідини частково через капіляр і частково від зниження температури в зоні розміщення датчика температури 39 другого вентиля забезпечать його сумарне зменшення настільки, що в результаті верхній рухомий фланець 41, а разом з ним, зв'язаний за допомогою пружини 44 і гайки 45, золотник 46 буде переміщатися вниз Тому при відповідному настроюванні та регулюванні жорсткості пружини 44, а також відповідному забезпеченні ходу золотника 46, атмосферне повітря через відкритий отвір буде надходити у систему доти, поки з неї повністю не виллється вода У другому випадку, коли температура води в системі вища від тієї температури, при якій автоматично спрацьовує перший вентиль 11, золотник 23 через пружину 21 нижнім рухомим фланцем 20 притиснутий своїм пружним елементом 24 до сідла 13 Для зливання води в даному випадку необхідно, шляхом обертання рукоятки першого вентиля 11, разом з датчиком 17 температури води підняти золотник 23 вгору При цьому через утворений між пружним елементом 24 і сідлом 13 зливний отвір з порожнини водяної системи опалення вода почне виливатися назовні при будьякій її плюсовій температурі Однак і в даному разі повному виливанню води перешкоджатиме відсутність атмосферного тиску на и поверхню ізза закритого другого вентиля 34 Тому, шляхом обертання рукоятки 52 другого вентиля разом з датчиком 39 температури води, необхідно опустити золотник 46 донизу настільки, щоб через утво рений між пружним елементом 47 і сідлом 36 впускний отвір повітря надходило із атмосфери в порожнину системи опалення до тих пір, поки з неї повністю не виллється вода У третьому випадку для запобігання втрати заливної гарячої води при заповненні нею системи при знижених температурах навколишнього середовища (зливний отвір першого вентиля 11 автоматично повністю відкритий) необхідно гайки 28 і 27 відгвинтити і перемістити вгору вздовж шпинделя 16, забезпечуючи йому додаткове можливе переміщення донизу від обертання рукоятки 29 Далі, обертаючи рукоятку 29, переміщують шпиндель 16, а разом з ним датчик 17 температури води і пружний елемент 24 донизу до сідла 13, повністю перекриваючи при цьому утворений охолодженням датчика 17 температури води зливний отвір Якщо наповненню системи перешкоджатиме тиск повітря із-за закритого другого вентиля 34 внаслідок прогрівання датчиків 17 і 39, необхідно гайки 51 і 50 відгвинтити і перемістити донизу вздовж шпинделя 43, забезпечуючи йому додаткове можливе переміщення донизу від обертання рукоятки 52 Після ЦЬОГО, обертаючи рукоятку 52, переміщують шпиндель 43, а разом з ним датчик 39 температури води і пружний елемент 47 донизу від сідла 36, повністю відкриваючи при цьому закритий, в результаті нагрівання робочого тіла в датчиках 17 і 39 температури води, яка зливається у систему, отвір, забезпечуючи вихід через нього в атмосферу стисненого повітря По мірі прогрівання робочої рідини у сильфонах 18 і 40 датчиків температури 17 і 39 води можливе переміщення нижнього рухомого фланця 20 першого вентиля 11 донизу і верхнього фланця 41 другого вентиля 34 вгору будуть забезпечуватися стиском ВІДПОВІДНО пружин 21 і 44 Після наповнення системи і прогрівання датчиків 17 і 39 температури води, шляхом обертання у зворотному напрямку рукояток 29 і 52 шпинделів 16 і 43 разом з їх датчиками 17 і 39, необхідно повернути у вихідне положення, ВІДПОВІДНО догори і донизу на ПОСТІЙНІ рівні, на яких забезпечується їх нормальна робота в автоматичному режимі, запобігаючи при цьому через з'єднання першого вентиля 11 зливанню води із системи, а другого вентиля 34 надходженню атмосферного повітря в систему Таким чином, запропонований пристрій забезпечує автоматичне зливання із опалювальної чи іншої системи води у випадку зниження и температури до величини, при якій вона починає замерзати, запобігаючи цим руйнуванню внаслідок розморожування и елементів, і дає можливість злити воду з порожнини водяної системи при будь-якій плюсовій її температурі, а також запобігає втратам води при її заливанні в опалювальну систему при знижених температурах оточуючого середовища Простота конструкції і технічного обслуговування, висока надійність в роботі, відсутність потреби залучення джерела додаткової енергії і можливість використання вентилів та інших серійних елементів водопровідної арматури, сприятимуть широкому застосуванню його в сучасних системах тепловодопостачання 60204 Використання запропонованого пристрою у порівнянні з уже відомими дасть можливість захистити елементи конструкції опалювальних та інших систем водопостачання від руйнування розморожуванням у випадку раптового різкого зниження температури повітря навколишнього середовища, зменшити втрати гарячої води при наповненні систем опалення в умовах - знижених температур повітря навколишнього середовища, підвищити надійність та ДОВГОВІЧНІСТЬ систем тепловодопостачання запобіганням їх можливим руйнуванням внаслідок розморожування, розширити функціональні можливості серійних вентилів за рахунок додаткового використання їх для захисту систем тепловодопостачання від руйнування розморожуванням та запобігання втратам гарячої води при наповненні систем, покращити надійність постачання тепловою енергією об'єктів, що обігріваються, і теплоносіями різного роду технологічні 8 процеси, зменшити експлуатаційні затрати систем тепловодопостачання за рахунок вилучення можливих аварій від їх розморожування, покращити зручності та умови, а також зменшити час, необхідний для обслуговування систем, оснащених запропонованим автоматичним пристроєм, зекономити матеріали, час і трудовитрати, пов'язані з відновленням і ремонтом зруйнованих розморожуванням систем тепловодопостачання, запобігти матеріальним збиткам і незручностям людей як у побуті, так і на виробництві, спричиненим можливим виведенням з ладу систем тепловодопостачання, розширити область застосування запропонованого пристрою, вилучити можливі аварії, пов'язані з руйнуванням розморожуванням систем тепловодопостачання, і тим самим, зменшити КІЛЬКІСТЬ їх відказів у побуті та на об'єктах народного господарства, що в цілому дасть певний економічний ефект 60204 Комп'ютерна верстка А Крулевський Підписано до друку 06 10 2003 10 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна