Устройство для управления потоком термочувствительной текучей среды

Устройство для управления потоком термочувствительной текучей среды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к устройству для управления потоком термочувствительной текучей среды и, более точно, к устройству для управления потоком термочувствительной текучей среды, которое может обеспечить выпуск небольшого количества текучей среды, заполняющей трубу для текучей среды, когда температура термочувствительной текучей среды, находящейся в термочувствительном устройстве, достигнет заданной температуры, в результате чего предотвращается замерзание трубы для текучей среды.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как правило, вода в водопроводной трубе в качестве типичной трубы для текучей среды, в которой течет текучая среда, замерзает, когда температура наружного воздуха заметно падает, как в зимнее время. Если вода в водопроводной трубе замерзает подобным образом, по мере увеличения объема воды в водопроводной трубе возникает вероятность образования трещин в водопроводной трубе. Таким образом, используются различные устройства и способы предотвращения возникновения подобных трещин.

Большинство устройств и способов предотвращения разрушения трубы для текучей среды, вызванного замерзанием текучей среды, направлены на измерение температуры в трубе для текучей среды и подачу энергии извне, например к нагревателю, установленному в трубе для текучей среды, для предотвращения замерзания трубы для текучей среды. Однако подобные устройства и способы имеют сложные конструкции, и потребление энергии увеличивается, в результате чего требуются большие затраты на техническое обслуживание и текущий ремонт.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

Следовательно, задача настоящего изобретения состоит в разработке устройства для управления потоком термочувствительной текучей среды, которое может обеспечить выпуск части текучей среды наружу из трубы для текучей среды без подачи энергии извне, когда температура термочувствительной текучей среды, находящейся в термочувствительном устройстве, установленном в трубе для текучей среды, достигнет заданной температуры, в результате чего предотвращается разрушение трубы для текучей среды, вызываемое замерзанием текучей среды.

ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения разработано устройство для управления потоком термочувствительной текучей среды, которое включает в себя: корпус, установленный между впускной частью и выпускной частью трубы для текучей среды, в которой течет проточная текучая среда; клапанный блок, установленный в корпусе для обеспечения возможности втекания проточной текучей среды, находящейся в корпусе, и выпуска части проточной текучей среды наружу в соответствии с изменением внутреннего давления; и термочувствительное устройство, предназначенное для создания перепада давлений в клапанном блоке в соответствии с изменением температуры термочувствительной текучей среды, заполняющей его.

ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ ЭФФЕКТЫ

В соответствии с настоящим изобретением температура термочувствительной текучей среды, заполняющей термочувствительное устройство, достигает заданной температуры, когда температура наружного воздуха падает, небольшое количество текучей среды, находящейся в корпусе, выпускается наружу, в результате чего предотвращается разрушение трубы для текучей среды, вызываемое замерзанием текучей среды.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий устройство для управления потоком термочувствительной текучей среды в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 представляет собой вид, иллюстрирующий состояние, в котором термочувствительное устройство расширяется, когда температура термочувствительной текучей среды достигает заданной температуры в устройстве для управления потоком термочувствительной текучей среды, показанном на фиг.1;

фиг.3 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий устройство для управления потоком термочувствительной текучей среды в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.4 представляет собой вид, иллюстрирующий состояние, в котором термочувствительное устройство расширяется, когда температура термочувствительной текучей среды достигает заданной температуры в устройстве для управления потоком термочувствительной текучей среды, показанном на фиг.3;

фиг.5 представляет собой увеличенный вид, иллюстрирующий демпфирующую камеру, образованную во втором канале для текучей среды между выпускной трубой и камерой накопления текучей среды в устройстве для управления потоком термочувствительной текучей среды, показанном на фиг.3;

фиг.6 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий устройство для управления потоком термочувствительной текучей среды в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.7 представляет собой вид, иллюстрирующий состояние, в котором термочувствительное устройство расширяется, когда температура термочувствительной текучей среды достигает заданной температуры в устройстве для управления потоком термочувствительной текучей среды, показанном на фиг.6;

фиг.8 представляет собой увеличенный вид, иллюстрирующий держатель для изменения заданной температуры термочувствительной текучей среды;

фиг.9 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий устройство для управления потоком термочувствительной текучей среды в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.10 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий модифицированный пример термочувствительного устройства в устройстве для управления потоком термочувствительной текучей среды, показанном на фиг.9;

фиг.11 представляет собой вид, иллюстрирующий клапан одностороннего действия, расположенный в верхнем впускном канале, показанном на фиг.9;

фиг.12 представляет собой вид, иллюстрирующий отверстие для выпуска текучей среды, сообщающееся с трубой для текучей среды;

фиг.13 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию устройства для изменения заданной температуры, добавленного к устройству для управления потоком термочувствительной текучей среды, показанному на фиг.9;

фиг.14 представляет собой вид, иллюстрирующий состояние, в котором сильфон сжимается, когда температура проточной текучей среды, находящейся в корпусе, достигает заданной температуры, в устройстве для управления потоком термочувствительной текучей среды, показанном на фиг.9;

фиг.15 представляет собой вид, иллюстрирующий состояние, в котором текучая среда, находящаяся в камере сброса давления, перемещается в резервуар для накопления текучей среды после сжатия сильфона, показанного на фиг.14;

фиг.16 представляет собой вид, иллюстрирующий состояние, в котором текучая среда, находящаяся в клапанной камере, перемещается в камеру сброса давления после перемещения текучей среды, находящейся в камере сброса давления, в резервуар для накопления текучей среды, показанный на фиг.15; и

фиг.17 представляет собой вид, иллюстрирующий состояние, в котором проточная текучая среда, находящаяся в резервуаре для накопления текучей среды, выпускается через отверстие для выпуска текучей среды после перемещения текучей среды, находящейся в клапанной камере, в камеру сброса давления, показанную на фиг.16.

НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В дальнейшем варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи, так что они могут быть легко реализованы специалистами в данной области техники, и тем не менее следует отметить, что они являются только иллюстративными, и настоящее изобретение не ограничено ими.

Фиг.1 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий конструкцию устройства для управления потоком термочувствительной текучей среды в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения; и фиг.2 представляет собой вид, иллюстрирующий состояние, в котором термочувствительное устройство расширяется, когда температура термочувствительной текучей среды достигает заданной температуры в устройстве для управления потоком термочувствительной текучей среды, показанном на фиг.1.

Как показано на фиг.1, устройство для управления потоком термочувствительной текучей среды в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения включает в себя корпус 200, клапанный блок 300 и термочувствительное устройство. Корпус 200 образован с отверстием 220 для обеспечения частичного сообщения с наружным пространством и установлен между впускной частью 120 и выпускной частью 140 трубы для текучей среды, по которой течет текучая среда (в дальнейшем называемая «проточной текучей средой»). Клапанный блок 300 обеспечивает возможность втекания проточной текучей среды, находящейся в корпусе 200, и установлен в корпусе 200 для обеспечения сообщения с отверстием 220 корпуса 200 посредством камеры 240 для выпуска текучей среды, предназначенной для выпуска небольшого количества проточной текучей среды наружу в соответствии с изменением внутреннего давления. Термочувствительное устройство служит для создания перепада давлений в клапанном блоке 300 в зависимости от изменения температуры термочувствительной текучей среды 471. Если в варианте осуществления настоящего изобретения температура термочувствительной текучей среды 471 достигнет заданной температуры, при которой проточная текучая среда, находящаяся в корпусе 200, может выпускаться наружу, перепад давлений создается в клапанном блоке 300, и проточная текучая среда, находящаяся в клапанном блоке 300, выпускается наружу через камеру 240 для выпуска текучей среды, которая сообщается с отверстием 220 корпуса 200. В настоящем описании термин «заданная температура» означает температуру перед замерзанием проточной текучей среды, находящейся в корпусе 200. Каждый раз, когда в устройстве по настоящему изобретению температура термочувствительной текучей среды 471 становится такой же, как заданная температура, когда температура наружного воздуха падает, небольшое количество проточной текучей среды, находящейся в трубе для текучей среды, выпускается наружу, так что предотвращается разрушение трубы для текучей среды, вызываемое замерзанием проточной текучей среды.

Термочувствительное устройство включает в себя клапанный блок 300 и термочувствительный узел 420, имеющий форму колпачка. Клапанный блок 300 имеет образованную в нем клапанную камеру 340 и реакционную камеру 320, которые сообщаются друг с другом. Термочувствительный узел 420 заполнен термочувствительной текучей средой 471 и установлен на клапанном блоке 300 посредством держателя 402. Реакционная камера 320 сообщается с термочувствительным узлом 420. Сильфон 440 установлен в термочувствительном узле 420 с возможностью сжатия и увеличения объема за счет конденсации и расширения термочувствительной текучей среды 471. Предпочтительно, чтобы температура термочувствительной текучей среды 471, заполняющей термочувствительный узел 420, всегда была ниже температуры проточной текучей среды, находящейся в корпусе 200. Поршневой элемент 460 расположен в сильфоне 440 с возможностью подъема и опускания за счет сжатия и увеличения объема сильфона 440, и пружина 480 намотана вокруг наружной поверхности поршневого элемента 460 для смещения поршневого элемента 460 в направлении вниз.

Поршневой элемент 460 термочувствительного узла 420 поднимается и опускается через реакционную камеру 320 клапанного блока 300. Реакционная камера 320 сообщается с клапанной камерой 340 через посредство первого канала 310 для текучей среды, клапанная камера 340 сообщается с камерой 240 для выпуска текучей среды через посредство выпускной трубы 360, и второй канал 314 для текучей среды проходит между реакционной камерой 320 и выпускной трубой 360 и соединен с ними.

Клапанная камера 340 имеет верхний впускной канал 322, в котором расположен поршневой клапан 328 и по которому проточная текучая среда, находящаяся в корпусе 200, вводится в клапанную камеру 340, клапан 324 с резиновой прокладкой, расположенный так, что он закрывает выпускную трубу 360, и нижний впускной канал 326, образованный с возможностью сообщения с выпускной трубой 360, когда клапан 324 с резиновой прокладкой открывается. Неразъясненная ссылочная позиция 316 обозначает уплотнительное кольцо, которое расположено под клапаном 324 с резиновой прокладкой. Предпочтительно, чтобы поршневой клапан 328 всегда был поджат вниз пружиной 342. Клапан 324 с резиновой прокладкой должен быть смещен поршневым клапаном 328 с заданным давлением, например, составляющим 1-3 кгс/м² (9,807-29,42 Па). Если клапан 324 с резиновой прокладкой прижимается с давлением, которое меньше заданного давления, составляющего, например, 0,5 кгс/м² (4,903 Па), поршневой клапан 328 может подниматься, и возникает вероятность утечки проточной текучей среды. Следовательно, для предотвращения возникновения данного явления, клапан 324 с резиновой прокладкой должен быть поджат с заданным давлением.

Корпус 380 первого клапана расположен в реакционной камере 320 с возможностью подъема и опускания при подъеме и опускании поршневого элемента 460 для открытия и закрытия тем самым первого канала 310 для текучей среды. Корпус 380 первого клапана включает в себя полый элемент 382, упругий резиновый элемент 384, вставленный через нижний конец полого элемента 382, и пружину 386 и контактный элемент 388, которые последовательно вставлены через верхний конец полого элемента 382. Контактный элемент 388 упруго вводится в контакт с нижним концом поршневого элемента 460. Резиновый элемент 384 используется для повышения водонепроницаемости первого канала 310 для текучей среды.

Если термочувствительная текучая среда 471 в термочувствительном узле 420 чрезмерно расширяется, поршневой элемент 460 опускается под действием давления расширенной термочувствительной текучей среды 471, и существует вероятность возникновения явления, при котором резиновый элемент 384 под корпусом 380 первого клапана очень сильно сдавливается. Следовательно, вследствие разрушения резинового элемента 384 водонепроницаемость может ухудшиться, и момент времени выпуска проточной текучей среды может изменяться в той степени, в которой чрезмерно сдавливается резиновый элемент 384. Даже когда в устройстве по настоящему изобретению поршневой элемент 460 давит на корпус 380 первого клапана с давлением, превышающим требуемое давление, вследствие чрезмерного расширения термочувствительной текучей среды 471, пружина 386 может воспринимать избыточное давление и обеспечить предотвращение повреждения резинового элемента 384 и корпуса 380 первого клапана.

Корпус 260 второго клапана расположен в камере 240 для выпуска текучей среды для открытия и закрытия выпускной трубы 360. Корпус 260 второго клапана включает в себя полый элемент 262, пружину 264, имеющую один конец, который вставлен в нижний конец полого элемента 262, и другой конец, который прикреплен к корпусу 200 вокруг отверстия 220, для смещения полого элемента 262 вверх, и упругий резиновый элемент 266, который вставлен в верхний конец полого элемента 262. Резиновый элемент 266 также используется для повышения водонепроницаемости выпускной трубы 360.

Термочувствительный узел 420 заполнен газом в качестве термочувствительной текучей среды 471. Газ может включать газообразный хладагент на основе фреона или не на основе фреона, который обычно используется в холодильнике или тому подобном. Если газ конденсируется по мере снижения температуры наружного воздуха, в термочувствительном узле 420 создается дополнительное свободное пространство. В этом случае поршневой элемент 460 поднимается под действием пружины 480, намотанной вокруг поршневого элемента 460. В результате сильфон 440 соответственно увеличивается в объеме. Однако, напротив, если газ расширяется по мере повышения температуры наружного воздуха, поршневой элемент 460 опускается, и сильфон 440 сжимается. Термочувствительный узел 420 может быть заполнен помимо газа другими термочувствительными текучими средами, например, такими как ацетон, спирт, этанол и метанол, при условии, что другие термочувствительные текучие среды обладают способностью к расширению при повышении температуры и к конденсации при снижении температуры. Если в устройстве для управления потоком термочувствительной текучей среды по настоящему изобретению, подобном упомянутому выше, температура термочувствительной текучей среды 471, заполняющей термочувствительный узел 420, достигает заданной температуры, и термочувствительная текучая среда 471 конденсируется, как показано на фиг.2, поршневой элемент 460 поднимается за счет упругости пружины 480, и сильфон 440 увеличивается в объеме. Корпус 380 первого клапана, который закрывал первый канал 310 для текучей среды, поднимается в реакционной камере 320, и при этом первый канал 310 для текучей среды открывается. После этого проточная текучая среда, которая была введена посредством верхнего впускного канала 322 в клапанную камеру 340 и заполнила клапанную камеру 340 и первый канал 310 для текучей среды, начинает поступать в реакционную камеру 320.

Однако, поскольку поршневой клапан 328 расположен в верхнем впускном канале 322, количество проточной текучей среды, поступившей в клапанную камеру 340 по верхнему впускному каналу 322, значительно меньше количества проточной текучей среды, поступившей в реакционную камеру 320 по первому каналу 310 для текучей среды из клапанной камеры 340. Соответственно, давление текучей среды в клапанной камере 340, то есть давление текучей среды на клапан 324 с резиновой прокладкой, снижается. Между тем, поскольку под клапаном 324 с резиновой прокладкой давление текучей среды будет приложено к клапану 324 с резиновой прокладкой за счет проточной текучей среды, которая поступила по нижнему впускному каналу 326, образованному под клапаном 324 с резиновой прокладкой, между верхней и нижней сторонами клапана 324 с резиновой прокладкой создается перепад давлений. Как следствие, клапан 324 с резиновой прокладкой поднимается, как показано на фиг.2, и нижний впускной канал 326 и выпускная труба 360 будут сообщаться друг с другом. За счет этого по мере того, как проточная текучая среда, находящая в корпусе 200, поступает в выпускную трубу 360, обеспечивает опускание корпуса 260 второго клапана, расположенного в камере 240 для выпуска текучей среды, и открытие выпускной трубы 360, проточная текучая среда выпускается через отверстие 220. В результате температура проточной текучей среды в трубе для текучей среды всегда может поддерживаться на уровне выше заданной температуры, в результате чего существует возможность предотвращения разрушения трубы для текучей среды, вызываемого замерзанием проточной текучей среды.

Между тем, когда клапан 324 с резиновой прокладкой поднимается, поршневой клапан 328, расположенный в верхнем впускном канале 322, выталкивается вверх для закрытия верхнего впускного канала 322. Кроме того, по мере того как корпус 380 первого клапана постепенно поднимается и второй канал 314 для текучей среды открывается, проточная текучая среда, поступившая в реакционную камеру 320 из клапанной камеры 340, проходит в выпускную трубу 360 по второму каналу 314 для текучей среды.

Если предположить, что труба для текучей среды рассматривается в качестве водопроводной трубы, то поскольку давление воды в водопроводной трубе, как правило, имеет величину, составляющую приблизительно 2-3 кгс/см² (19,6134·10^-4 - 29,4201·10^-4 Па), скорость потока при выпуске проточной текучей среды, то есть воды, наружу становится очень высокой. Следовательно, поскольку вся проточная текучая среда, поступающая в выпускную трубу 360 по второму каналу 314 для текучей среды, также выпускается, при выпуске в соответствии с теоремой Бернулли внутренние стороны клапанной камеры 340 с закрытым верхним впускным каналом 322, реакционной камеры 320 и второго канала 314 для текучей среды всегда будут сохраняться свободными от проточной текучей среды.

Однако, если температура термочувствительной текучей среды 471, находящейся в термочувствительном узле 420, равна заданной температуре или ниже ее, небольшое количество проточной текучей среды, находящейся в трубе для текучей среды, выпускается через отверстие 220 корпуса 200 за короткое время. Если 100% заданного выпускаемого количества не будет выпущено на начальной стадии выпуска, проточная текучая среда может замерзнуть во время ее выпуска, что вызывает закрытие отверстия 220. Таким образом, для минимизации количества проточной текучей среды, подлежащего выпуску, предпочтительно предотвратить замерзание проточной текучей среды и сократить промежуток между моментом начала выпуска и моментом прекращения выпуска, то есть плавно начинать и прекращать выпуск проточной текучей среды. Это может быть обеспечено в первом варианте осуществления настоящего изобретения посредством взаимодействия корпуса 380 первого клапана, который был поджат поршневым элементом 460 в реакционной камере 320, и корпуса 260 второго клапана камеры 240 для выпуска текучей среды. То есть, поскольку контактный элемент 388 корпуса 380 первого клапана поджат поршневым элементом 460 и при этом упруго опирается на пружину 386, поршневой элемент 460 может быть быстро поднят, и выпуск проточной текучей среды может начаться плавно. Кроме того, поскольку корпус 260 второго клапана также поджимается вверх пружиной 264, выпускная труба 360 может быть быстро закрыта, и выпуск проточной текучей среды может быть плавно прекращен.

Фиг.3 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий устройство для управления потоком термочувствительной текучей среды в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, и фиг.4 представляет собой вид, иллюстрирующий состояние, в котором термочувствительное устройство расширяется, когда температура термочувствительной текучей среды достигает заданной температуры в устройстве для управления потоком термочувствительной текучей среды, показанном на фиг.3.

В устройстве для управления потоком термочувствительной текучей среды в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, показанным на фиг.3 и 4, вместо камеры для выпуска текучей среды по первому варианту осуществления, показанному на фиг.1 и 2, для регулирования количества выпускаемой текучей среды при исходном выпуске проточной текучей среды добавлен регулятор количества выпускаемой текучей среды. Следовательно, те же ссылочные позиции будут использованы для обозначения таких же компонентов, как те, которые показаны на фиг.1 и 2, их подробные описания будут здесь опущены.

Во втором варианте осуществления настоящего изобретения регулятор количества выпускаемой текучей среды установлен во втором канале 314 для текучей среды, подобном каналу на фиг.1 и 2. Регулятор количества выпускаемой текучей среды включает в себя камеру 520 накопления текучей среды и вторую клапанную камеру 540, которая сообщается с камерой 520 накопления текучей среды. В данном варианте осуществления выпускная труба 360 имеет центральную часть, которая образована подобно дроссельной трубе. Верхний конец выпускной трубы 360 сообщается со второй клапанной камерой 540, и нижний конец выпускной трубы 360 сообщается с камерой 520 накопления текучей среды.

Камера 520 накопления текучей среды включает в себя клапанный элемент 522, установленный с возможностью открытия и закрытия второго канала 314 для текучей среды, и пружину 524, расположенную с возможностью смещения клапанного элемента 522 вниз. Когда клапанный элемент 522 поднимается, проточная текучая среда, имеющаяся в реакционной камере 520, поступает в камеру 520 накопления текучей среды по второму каналу 314 для текучей среды.

Третий канал 362 для текучей среды сообщается с выпускной трубой 360, расположенной ниже, и соединен с камерой 520 накопления текучей среды на заданной высоте. Когда клапанный элемент 522 поднимается на заданную высоту или выше, проточная текучая среда, поступившая в камеру 520 накопления текучей среды, выпускается по третьему каналу 362 для текучей среды посредством выпускной трубы 360, расположенной ниже.

Вторая клапанная камера 540 выполнена с конструкцией, аналогичной конструкции клапанной камеры 340. Поршневой клапан 544 расположен в соединительном канале 542, который сообщается с камерой 520 накопления текучей среды для обеспечения возможности ввода проточной текучей среды, поступившей в камеру 520 накопления текучей среды. Вторая клапанная камера 540 включает в себя клапан 346 с резиновой прокладкой, установленный с возможностью закрытия второго канала 314 для текучей среды. Однако, когда клапан 346 с резиновой прокладкой открывается, отрицательное давление создается во второй клапанной камере 540 вследствие скорости потока проточной текучей среды, которая выпускается посредством выпускной трубы 360, и часть проточной текучей среды всасывается во вторую клапанную камеру 540 по второму каналу 314 для текучей среды. После этого, когда пружина 524 обеспечит опускание поршневого клапана 544, клапан 346 с резиновой прокладкой закрывается.

Если в данном процессе скорость потока проточной текучей среды является высокой, то поскольку количество проточной текучей среды, поступившей в выпускную трубу 360 по нижнему впускному каналу 326, является недостаточным, существует вероятность постепенного снижения температуры проточной текучей среды, находящейся в корпусе 200, что приводит к замерзанию. Для предотвращения возникновения данного явления, как показано на фиг.5, предпочтительно, чтобы демпфирующая камера 600, имеющая противодействующий стержень 620, была расположена во втором канале 314 для текучей среды между выпускной трубой 360, расположенной выше, и второй клапанной камерой 540 для противодействия выпуску проточной текучей среды.

В устройстве для управления потоком термочувствительной текучей среды в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, за счет повторения вышеуказанных операций проточная текучая среда всегда может течь по трубе для текучей среды. Следовательно, даже когда температура наружного воздуха падает, существует возможность предотвращения замерзания проточной текучей среды в трубе для текучей среды без подачи энергии извне, в результате чего предотвращается разрушение трубы для текучей среды, вызываемое замерзанием проточной текучей среды.

Фиг.6 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий устройство для управления потоком термочувствительной текучей среды в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.6, устройство для управления потоком термочувствительной текучей среды в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения включает в себя корпус 720, блок 730 и термочувствительное устройство, которое служит для создания перепада давлений в клапанном блоке 730 в зависимости от изменения температуры термочувствительной текучей среды 771. Корпус 720 образован с отверстием 722 для частичного сообщения с наружным пространством и установлен между впускной частью 712 и выпускной частью 714 трубы для текучей среды, по которой течет проточная текучая среда. Клапанный блок 730 обеспечивает возможность втекания проточной текучей среды, находящейся в корпусе 720, и установлен в корпусе 720 с возможностью обеспечения сообщения с отверстием 722 корпуса 720 через посредство отверстия 724 для выпуска текучей среды для выпуска небольшого количества проточной текучей среды наружу в соответствии с изменением внутреннего давления.

Устройство для управления потоком термочувствительной текучей среды в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения выполнено с такой конструкцией, что в том случае, когда температура термочувствительной текучей среды 771 достигает заданной температуры, перепад давлений создается в клапанном блоке 730 посредством термочувствительного узла 774, и после этого проточная текучая среда, находящаяся в клапанном блоке 730, выпускается наружу через отверстие 724 для выпуска текучей среды, которое сообщается с отверстием 722 корпуса 700. В данном случае термин «заданная температура» означает температуру перед замерзанием проточной текучей среды, находящейся в корпусе 720. Каждый раз, когда в устройстве по настоящему изобретению температура термочувствительной текучей среды 771 становится такой же, как заданная температура, когда температура наружного воздуха падает, небольшое количество проточной текучей среды выпускается наружу для поддержания температуры проточной текучей среды в трубе 712, 714 для текучей среды такой, чтобы она была равной заданной температуре или выше ее, так что предотвращается разрушение трубы для текучей среды, вызываемое замерзанием проточной текучей среды.

Клапанный блок 730 предусмотрен с термочувствительной камерой 740, камерой 750 сброса давления и клапанной камерой 760. Термочувствительная камера 740 включает в себя термочувствительный узел 774, который установлен в отверстии 722 корпуса 720 и образован с сильфоном 772 на его верхней части, держатель 776, который разделяет термочувствительный узел 774 на верхнюю часть с сильфоном 772 и нижнюю часть, и верхний и нижний соединительные каналы 777 и 779, которые образованы для обеспечения сообщения верхней части и нижней части термочувствительной камеры 740 с отверстием 724 для выпуска текучей среды, при этом все указанные элементы служат в качестве термочувствительного устройства. Термочувствительный узел 774 заполнен термочувствительной текучей средой 771. Предпочтительно, чтобы температура термочувствительной текучей среды 771 всегда была ниже температуры проточной текучей среды, находящейся в корпусе 720.

Первый поршневой клапан 754 расположен в камере 750 сброса давления, в которой давление создается проточной текучей средой, поступившей в корпус 720, и служит для открытия и закрытия соединительного канала 752, обеспечивающего сообщение с термочувствительной камерой 740. Клапанная камера 760 имеет верхний впускной канал 764, который обеспечивает возможность втекания проточной текучей среды, находящейся в корпусе 720, со вторым поршневым клапаном 762, расположенным в нем, соединительную трубу 766, соединенную с камерой 750 сброса давления, клапан 768 с резиновой прокладкой, установленный ниже верхнего впускного канала 764 и соединительной трубы 766 с возможностью закрытия отверстия 724 для выпуска текучей среды, и нижний впускной канал 769, который образован для обеспечения сообщения с отверстием 724 для выпуска текучей среды, когда клапан 768 с резиновой прокладкой открыт.

Заданное свободное пространство образовано между верхним концом сильфона 772 термочувствительного узла 774 и первым поршневым клапаном 754, и термочувствительный узел 774 заполнен термочувствительной текучей средой 771, например, водой. Термочувствительная текучая среда 771 по данному варианту осуществления обладает способностями к расширению, когда температура падает, и к конденсации, когда температура повышается. Соответственно, если термочувствительная текучая среда 771 расширяется по мере падения температуры наружного воздуха, сильфон 772 увеличивается в объеме, что вызывает подъем первого поршневого клапана 754, а если термочувствительная текучая среда 771 конденсируется по мере повышения температуры наружного воздуха, сильфон 772 сжимается, что вызывает опускание первого поршневого клапана 754. По существу термочувствительный узел 774 может быть заполнен другими термочувствительными текучими средами, отличными от вышеописанной текучей среды, при условии, что другие термочувствительные текучие среды обладают способностями к расширению, когда температура падает, и к конденсации, когда температура повышается. Кроме того, теплоемкость термочувствительной текучей среды 771 должна быть меньше теплоемкости проточной текучей среды в трубе для текучей среды. Это обусловлено тем, что температура термочувствительной текучей среды 771 в термочувствительном узле 774 остается более низкой, чем температура проточной текучей среды в трубе для текучей среды, в том случае, когда выделяется одна и та же тепловая энергия. Следовательно, предпочтительно, чтобы термочувствительный узел 774 был меньше по размеру, чем труба для текучей среды.

Между тем, когда первый поршневой клапан 754 поднимается и при этом давление в камере 750 сброса давления сбрасывается, проточная текучая среда, находящаяся в корпусе 720, поступает по верхнему впускному каналу 764 в клапанную камеру 760, которая соединена с камерой 750 сброса давления посредством соединительной трубы 766. Однако, поскольку второй поршневой клапан 762 расположен в верхнем впускном канале 764 с очень малым зазором, образованным между ним и данным каналом, количество проточной текучей среды, поступающей в клапанную камеру 760 по верхнему впускному каналу 764, будет не таким значительным. В результате количество проточной текучей среды, значительно меньшее, чем количество проточной текучей среды, перемещенное в камеру 750 сброса давления по соединительной трубе 766, будет поступать в клапанную камеру 760. Следовательно, давление текучей среды в клапанной камере 760, то есть давление текучей среды на клапан 768 с резиновой прокладкой, снижается. Между тем, поскольку под клапаном 768 с резиновой прокладкой давление текучей среды будет действовать на клапан 768 с резиновой прокладкой со стороны проточной текучей среды, которая была введена по нижнему впускному каналу 769, образованному под клапаном 768 с резиновой прокладкой, между верхней и нижней сторонами клапана 768 с резиновой прокладкой создается перепад давлений. Когда перепад давлений создается таким образом, клапан 768 с резиновой прокладкой поднимается вверх, как показано на фиг.7, и после этого устанавливается сообщение между нижним впускным каналом 769 и отверстием 724 для выпуска текучей среды. За счет этого проточная текучая среда, находящаяся в корпусе 720, вводится в отверстие 724 для выпуска текучей среды и затем выпускается через нижнюю часть термочувствительной камеры 740, которая образована с возможностью сообщения с отверстием 722 корпуса 720.

Подъем и опускание второго поршневого клапана 762 вдоль верхнего впускного канала 764 функционально связаны с подобными открытием и закрытием клапана 768 с резиновой прокладкой. Соответственно, существует возможность дополнительного удаления посторонних веществ, вероятность скапливания которых между стенкой верхнего впускного канала 764 и вторым поршневым клапаном 762 имеется, и следовательно, срок службы устройства для управления потоком термочувствительной текучей среды по настоящему изобретению может быть увеличен, и эксплуатационная надежность устройства для управления потоком термочувствительной текучей среды по настоящему изобретению может быть повышена. На чертежах неразъясненные ссылочные позиции 751 и 761 соответственно обозначают резиновые кольца, которые установлены для обеспечения водонепроницаемости в тех местах, где первый поршневой клапан 754 камеры 750 сброса давления и второй поршневой клапан 762 клапанной камеры 760 открываются и закрываются.

Несмотря на то, что это не показано на чертеже, в третьем варианте осуществления настоящего изобретения может быть предусмотрено то, что клапан одностороннего действия будет установлен в верхнем впускном канале 764 клапанной камеры 760 для предотвращения вытекания проточной текучей среды, поступившей по верхнему впускному каналу 764, назад в наружное пространство, так что надежность устройства для управления потоком термочувствительной текучей среды может быть повышена.

Кроме того, устройство для управления потоком термочувствительной текучей среды в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения дополнительно включает в себя устройство 780 для изменения заданной температуры, предназначенное для регулирования моментов времени открытия и закрытия первого поршневого клапана 754. Как показано на фиг.8, устройство 780 для изменения заданной температуры включает в себя держатель 776, который посредством резьбового соединения соединен с внутренней стенкой термочувствитель