Патент на изобретение №2335792

(54) КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к клапанному устройству для системы отопления. Клапанное устройство (1) включает в себя корпус с входным отверстием (2) и выходным отверстием (3), первый клапан (6) с седлом (8) и затвором (7) и второй клапан (10), поддерживающий постоянный перепад давлений на первом клапане (6). Первый клапан (6) полностью размещен в первой части (А) корпуса, а второй клапан (10) размещен во второй части (В) корпуса, причем первая часть (А) и вторая часть (В) корпуса соединены между собой. Канал (28) передачи давления от выходного отверстия (3) до той стороны диафрагмы (24), которая противоположна первому клапану (6), проходит через поверхность разъема (С) между первой (А) и второй (В) частями корпуса. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции клапанного устройства. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Данное изобретение относится к клапанному устройству для системы отопления. В состав этого устройства входит корпус с входным и выходным отверстием, первый клапан с седлом и затвором и второй клапан, поддерживающий постоянный перепад давлений на первом клапане. Корпус состоит из первой и второй частей, соединенных друг с другом, причем первый клапан полностью размещен только в первой части корпуса.

Подобное клапанное устройство известно из WO 01/13017 А2. В клапанном устройстве такого типа второй клапан предназначен для поддержания постоянного перепада давлений на первом клапане независимо от давления на входе и выходе. Это позволяет регулировать расход жидкости, то есть количество жидкости, протекающей через второй клапан, в зависимости от проходного сечения клапана, проще говоря, от расстояния между седлом клапана и затвором.

Такое клапанное устройство, где с помощью второго клапана обеспечен постоянный перепад давлений на первом клапане, в частности, целесообразно использовать в системах центрального отопления, иначе в этих системах возникает опасность того, что на давление в клапане радиатора негативным образом будет влиять расход теплоносителя в других радиаторах. Эта проблема в значительной степени устранена благодаря второму клапану.

Однако за это преимущество до настоящего времени приходилось расплачиваться тем, что клапанное устройство имело относительно большой конструктивный размер.

Из DE 19824630 А1 известно еще одно клапанное устройство с дросселем и регулирующим клапаном. Это устройство, состоящее из трех клапанов, – регулирующей диафрагмы, дросселя и регулирующего клапана, создано для регулирования как расхода жидкости, так и перепада давлений. Все клапаны смонтированы в одном компактном корпусе. Этот корпус состоит из двух частей, соединенных друг с другом. Одна часть корпуса включает в себя дроссель и регулирующий клапан. Регулирующая диафрагма, расположенная аксиально относительно входного и выходного отверстий, размещена в обеих частях корпуса клапанного устройства.

В основе изобретения лежит задача упростить конструкцию клапанного устройства.

В клапанном устройстве для систем отопления, упомянутом вначале, эта задача решена благодаря тому, что первый клапан установлен в первой части корпуса, второй клапан – во второй части корпуса, а первая и вторая части корпуса соединены друг с другом.

Благодаря такому решению удалось достичь весьма компактной конструкции клапанного устройства, то есть для установки клапанного устройства необходимо относительно небольшое пространство. Кроме того, в этом случае можно обойтись относительно небольшим количеством компонентов. Изготовление упрощено, так как обе части корпуса выполнены по отдельности, вместе с соответствующим клапаном. При необходимости эти части можно проверить на работоспособность. Также упрощен процесс комплектации. Это относится как к производству, так и к поставке запчастей. Можно довольно легко совмещать любые первые и вторые клапаны. Единственным обязательным условием является то, что обе части корпуса должны быть соединены друг с другом. Местом соединения является непосредственно поверхность разъема обеих частей корпуса.

Второй клапан предпочтительно имеет диафрагму, приводящую в действие затвор для регулирования давления, причем диафрагма закреплена между первой и второй частями корпуса. Диафрагма выполняет две функции. Во-первых, как было упомянуто выше, она приводит в действие затвор для регулирования давления, то есть затвор второго клапана. Во-вторых, диафрагма уплотняет соединение между первой и второй частями корпуса. Это облегчает процесс изготовления клапанного устройства.

При этом канал передачи давления от выходного отверстия до той стороны диафрагмы, которая обращена в сторону второго клапана, предпочтительно проходит через поверхность разъема между первой и второй частями корпуса. Это упрощает конструкцию. Отпадает необходимость выполнять снаружи вокруг корпуса отдельные каналы. Несмотря на разделение корпуса на две (или более) частей канал передачи давления можно провести так, как это делается в обычных дифференциальных регуляторах давления.

Предпочтительно канал передачи давления размещен за пределами диафрагмы. Таким образом, в диафрагме нет отверстия, предназначенного для канала передачи давления. Благодаря этому диафрагма сохраняет свою первоначальную форму. Риск повреждений остается незначительным, срок службы клапанного устройства увеличивается.

Предпочтительно диафрагма выполнена центрально-симметричной. Несмотря на наличие передающего канала нагрузки на диафрагму остаются симметричными. Диафрагма может иметь, например, круглую поверхность. Это также уменьшает опасность напряжений, которые могут возникнуть в нежелательных направлениях, поэтому диафрагма служит сравнительно долго.

Предпочтительно регулирующий давление затвор второго клапана выполнен в виде полого цилиндра. Таким образом, протекающий через радиатор сетевой жидкий теплоноситель проходит через регулирующий затвор. В этом месте обеспечено относительно большое сечение потока. Это дает то преимущество, что на внешнем дросселирующем элементе, которым собственно и является второй клапан, возникает лишь незначительное падение давления. Кроме того, уменьшается вероятность возникновения шума.

Предпочтительно регулирующий затвор выполнен с возможностью перемещения внутри вставки, закрепленной во второй части корпуса. Это упрощает изготовление. При этом вторая часть корпуса изготовлена с относительно большими допусками и тем не менее благодаря применению указанной вставки обеспечена достаточная точность перемещения регулирующего затвора. Между затвором и вставкой предусмотрена установка уплотнения. Также предусмотрено использование уплотнения для закрепления вставки во второй части корпуса. В качестве уплотнений можно применять кольца круглого сечения или другие уплотнительные кольца.

При этом вставка предпочтительно ввинчена во вторую часть корпуса. Риск того, что нагрузки, действующие на вставку, смогут ее вращать, невелик. Таким образом, ввинчивание вставки является относительно простым вариантом, который позволяет надежно закрепить ее в корпусе в нужном положении, в том числе на длительное время.

Второй клапан предпочтительно включает в себя опору седла клапана, закрепленную на выступе во второй части корпуса. Это также упрощает конструкцию второй части корпуса. Кроме того, корпус в районе седла клапана не требует изготовления с чрезмерно большой точностью. Благодаря такой опоре затвор и седло клапана расположены относительно друг друга с достаточно большой точностью.

При этом опора седла клапана предпочтительно имеет корпус с нанесенным покрытием и крепежной деталью. Свойства покрытия отвечают характеру протекания жидкости. Покрытие, например, может быть выполнено таким образом, чтобы максимально снизить уровень шума протекающей жидкости. Корпус достаточно прочен для того, чтобы опора седла клапана была закреплена с надлежащей надежностью.

Предпочтительно первая и вторая части корпуса имеют отвечающие друг другу отверстия, через которые проходят стяжные болты. Таким образом, соединение обеих частей корпуса осуществлено болтами, которые могут быть либо ввинчены в одну из двух частей корпуса либо застопорены с помощью гаек.

Далее изобретение более подробно описано на основе примера предпочтительной конструкции. Описание сопровождается чертежами. На чертежах показано следующее:

фиг.1 – схематичный продольный разрез клапанного устройства для систем отопления;

фиг.2 – клапанное устройство, вид сверху.

Клапанное устройство 1 для системы отопления имеет корпус, состоящий из двух частей А, В. В корпусе имеется входное отверстие 2 и выходное отверстие 3. К входному отверстию 2 присоединена труба 4, через которую подается жидкий теплоноситель, например горячая вода, из системы центрального отопления. К выходному отверстию 3 присоединен радиатор отопления 5, на чертеже показан только штуцер для присоединения радиатора.

Для регулирования расхода жидкости, протекающей от входного отверстия 2 к выходному отверстию 3, предусмотрен первый клапан 6, который имеет затвор 7. Затвор 7 выполнен с возможностью перемещения относительно седла 8. Затвор 7 предварительно напряжен в направлении открытия от седла 8. В направлении закрытия затвор приводится в действие посредством выведенного наружу штока 9. Шток 9 выполнен с возможностью воздействия на него терморегулирующей насадки известного типа, которая здесь подробно не показана. Первый клапан расположен в первой части А корпуса.

При присоединении указанного клапана 6 к трубе 4 системы отопления, снабжающей водой ряд радиаторов, давление в районе входного отверстия 2 зависит, в частности, от степени открытия других присоединенных к трубе 4 системы отопления радиаторов. При этом указанное давление влияет на расход теплоносителя между затвором 7 и седлом 8.

Чтобы исключить указанное влияние, в клапанном устройстве 1 предусмотрен второй клапан 10, поддерживающий постоянный перепад давлений на первом клапане 6. Таким образом, второй клапан 10 представляет собой регулятор давления. Этот клапан размещен во второй части В корпуса.

Второй клапан 10 включает в себя затвор 11, взаимодействующий с седлом 12. Затвор 11 выполнен в виде полого цилиндра. Таким образом, жидкость, проходящая через зазор 13 между затвором 11 и седлом 12, попадает также через затвор 11 в камеру 14. Камера 14 расположена на входе в первый клапан 6.

Седло 12 примыкает к опоре 15, закрепленной на выступе 16 во второй части В корпуса, с помощью винта 17, который играет роль крепежного элемента. Опора 15 седла клапана включает в себя корпус 18 с винтом 17 и покрытием 19.

Обе части корпуса А, В состыкованы друг с другом по поверхности разъема С и соединены друг с другом.

Регулирующий давление затвор 11 проходит внутри вставки 20, ввинченной во вторую часть В корпуса. Между вставкой 20 и второй частью В корпуса предусмотрено уплотнение 21, например, в виде уплотнительного кольца круглого сечения. Уплотнение предусмотрено также между затвором 11 и вставкой 20. С помощью нажимной пружины 23 затвор 11 нагружен в сторону от опоры 15 седла клапана.

Регулирующий затвор 11, связанный с диафрагмой 24, пронизывает насквозь указанную диафрагму 24, поверхность которой частично прилегает к опорной пластине 25. Опорная пластина 25 также соединена с затвором 11. Диафрагма 24 выполнена с гофром 26 по окружности. Наружный край 27 диафрагмы зажат между первой А и второй В частями корпуса. Таким образом, диафрагма 24 выполняет две задачи. Во-первых, она предназначена для того, чтобы, преодолевая силу пружины 23, перемещать затвор 11 тогда, когда давление в камере 14 превысит силу пружины 23. Во-вторых, диафрагма 24 служит для наружного уплотнения напорной камеры 14, а также для соединения между первой А и второй частью В корпуса.

Диафрагма 24 установлена центрально-симметрично относительно осевой линии затвора, регулирующего давление, которая здесь подробно не показана. Диафрагма установлена таким образом, что при сжимающей нагрузке, по сути, не возникают никакие поперечные напряжения.

Канал 28 передачи давления пролегает от выходного отверстия 3 до камеры 29 с той стороны диафрагмы 24, которая противоположна камере 14. При этом канал 28 проходит через поверхность разъема С. Между прочим, камера 29 ограничена диафрагмой 24, регулирующим затвором 11, вставкой 20 и частью В корпуса.

Второй клапан 10, по существу, исполняет только функцию регулятора давления для первого клапана 6. Благодаря связи с диафрагмой 24 затвор 11 занимает положение, при котором давление в камере 14, то есть над диафрагмой 24 соответствует сумме давления в камере 29, то есть под диафрагмой 24, и силы натяжения пружины 23. Давление в камере 14 – это давление перед первым клапаном 6, а давление в камере 29 – это давление у выходного отверстия 3, то есть за первым клапаном 6. Таким образом, регулирующий затвор поддерживает постоянный перепад давлений на первом клапане 6, соответствующий силе натяжения пружины 23, независимо от давления у входного отверстия 2 и у выходного отверстия 3.

В таком случае первый клапан 6, в сущности, является регулирующим клапаном, который регулирует расход сетевого жидкого теплоносителя, причем большая или меньшая степень открытия клапана 6 вызывает увеличение или уменьшение расхода жидкости. Регулирование давления с помощью второго клапана 10 приводит к жесткой связи между степенью открытия и расходом жидкости, так как он поддерживает постоянный перепад давлений.

Как видно из фиг.1, первый клапан 6 расположен только в первой части А корпуса, а второй клапан 10 – только во второй части В корпуса. Соответствующее клапанное устройство является результатом соединения обеих частей А, В корпуса. При совмещении обеих частей А, В по поверхности разъема С они соединяются друг с другом при помощи болтов, проходящих через отверстия 30. Болты на чертеже подробно не показаны.

Когда обе части А, В корпуса разъединены, то они открыты по поверхности разъема С, поэтому монтировать эти части вместе со вставленными в них клапанами 6, 10 относительно несложно. К местам крепления обеспечен свободный доступ, вполне доступны также внутренние детали обеих частей А, В корпуса. Благодаря тому, что диафрагма 24 зажата между частями А, В корпуса, даже не требуется дополнительного уплотнения.

Формула изобретения

1. Клапанное устройство для системы отопления, включающее в себя корпус с входным и выходным отверстиями, первый клапан с седлом и затвором и второй клапан, поддерживающий постоянный перепад давлений на первом клапане, причем корпус состоит из первой и второй частей, соединенных друг с другом, а первый клапан полностью размещен внутри первой части корпуса, отличающееся тем, что второй клапан (10) полностью размещен только во второй части (В) корпуса, причем имеется канал (28) передачи давления от выходного отверстия (3) до той стороны диафрагмы (24), которая противоположна первому клапану (6), проходящий через поверхность разъема (С) между первой (А) и второй (В) частями корпуса.

2. Клапанное устройство для системы отопления по п.1, отличающееся тем, что второй клапан (10) включает в себя диафрагму (24), приводящую в действие регулирующий давление затвор (11), причем диафрагма (24) зажата между первой (А) и второй (В) частями корпуса.

3. Клапанное устройство для системы отопления по п.3, отличающееся тем, что канал (28) передачи давления находится вне диафрагмы (24).

4. Клапанное устройство для системы отопления по п.3, отличающееся тем, что диафрагма (24) выполнена центрально-симметричной.

5. Клапанное устройство для системы отопления по любому из пп.2-4, отличающееся тем, что регулирующий давление затвор (11) второго клапана (10) выполнен в виде полого цилиндра.

6. Клапанное устройство для системы отопления по любому из пп.2-4, отличающееся тем, что регулирующий давление затвор (11) проходит внутри вставки (20), закрепленной во второй части (В) корпуса.

7. Клапанное устройство для системы отопления по п.6, отличающееся тем, что вставка (20) ввинчена во вторую часть (В) корпуса.

8. Клапанное устройство для системы отопления по любому из пп.1-4 или 7, отличающееся тем, что во втором клапане (10) имеется опора (15) седла клапана, закрепленная на выступе (16) во второй части (В) корпуса.

9. Клапанное устройство для системы отопления по п.8, отличающееся тем, что опора (15) седла второго клапана имеет корпус (18) с крепежной деталью (17) с покрытием (19).

10. Клапанное устройство для системы отопления по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что первая (А) и вторая (В) части корпуса выполнены с отвечающими друг другу отверстиями, через которые проходят стяжные болты.

РИСУНКИ