Патент на изобретение №2206005

(54) ВЕНТИЛЬ, В ЧАСТНОСТИ ВЕНТИЛЬ РАДИАТОРА ОТОПЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к машиностроению, в частности к вентилям, установленным на трубопроводах отопительной системы. Вентиль, в частности вентиль радиатора отопления, содержит корпус, имеющий впускной соединительный элемент и выпускной соединительный элемент. Между упомянутыми соединительными элементами на пути потока расположено запорное устройство с вентильным элементом и узлом седла вентиля. Узел седла вентиля имеет два выхода седла вентиля. Один выход соответствует впускному соединительному элементу, а другой – выпускному соединительному элементу. Вентильный элемент и узел седла вентиля установлены с возможностью перестановки друг относительно друга так, что вентильный элемент взаимодействует по выбору либо с одним, либо с другим выходом седла вентиля. Изобретение направлено на обеспечение работы вентиля независимо от направления протекания потока. 8 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к вентилю, в частности вентилю радиатора отопления, содержащему корпус, имеющий впускной соединительный элемент и выпускной соединительный элемент, между которыми на пути потока расположено запорное устройство с вентильным элементом и узлом седла вентиля.

Подобный вентиль, представляющий собой вентиль радиатора отопления, известен из WO 99/22282.

Обычно для вентиля радиатора отопления такого типа направление протекания воды задано и указано стрелкой на наружной стороне корпуса. На направление протекания нужно обращать внимание, чтобы избежать повреждений, которые обнаруживаются прежде всего по неприятным шумам. Для нормальной работы вентиля сторона запорного устройства с седлом вентиля должна быть соединена с впускным соединительным элементом, а сторона запорного устройства с вентильным элементом – с выпускным соединительным элементом. При движении вентильного элемента к седлу происходит постепенное дросселирование текущей воды. При этом “правильном” способе работы проблем обычно не возникает.

Иначе обстоит дело, если вентиль подключен неправильно, т.е. если питающий трубопровод отопительной системы соединен с выпускным соединительным элементом. В этом случае вода течет по вентильному элементу к седлу вентиля и оттуда во впускной соединительный элемент. При закрывании вентиля вентильный элемент движется к седлу. Если зазор между вентильным элементом и седлом становится меньше определенной величины, то вентильный элемент мгновенно закрывается, в результате чего также мгновенно возрастает давление в выпускном соединительном элементе. Это возрастание давления проявляется как гидравлический удар, который не только создает неприятные шумы, но может вызвать и повреждения в системе трубопроводов. Гидравлический удар может быть вызван также внешним импульсом, например, при быстром открывании или закрывании другого вентиля, при пуске или остановке насоса, или другими причинами. Эти причины, которые не все еще до конца изучены, особенно критичны в случае, если вентиль установлен неправильно.

Опасность неправильной установки вентилей радиаторов отопления существует не только по причине низкой квалификации персонала, который устанавливает вентиль, но и потому, что в старых домах или установках невозможно точно определить, какой трубопровод служит для подвода горячей воды, а какой для ее отвода.

В основе изобретения лежит задача обеспечить возможность работы вентиля независимо от направления протекания потока.

Для вентиля радиатора отопления упомянутого типа эта задача решается тем, что узел седла вентиля имеет два выхода седла вентиля, из которых один соответствует впускному, а другой – выпускному соединительному элементу, причем вентильный элемент и узел седла вентиля установлены с возможностью перестановки друг относительно друга так, что вентильный элемент может взаимодействовать по выбору либо с одним, либо с другим выходом седла вентиля.

Поэтому не имеет значения, как установлен вентиль, т.е. соединен ли впускной соединительный элемент с трубопроводом, по которому подводится жидкость, используемая в системе отопления, а выпускной соединительный элемент – с трубопроводом, по которому эта жидкость отводится. В случае, если вентиль радиатора отопления установлен неправильно, то нужно просто изменить позиционирование вентильного элемента относительно соответствующего выхода седла вентиля, так что можно гарантировать, что вентильный элемент всегда будет обтекаться потоком, проходящим через седло вентиля, с которым вентильный элемент взаимодействует. В этом случае обычно гарантируется отсутствие шумов, вызывающих повреждения и обусловленных гидравлическим ударом. Таким образом, путь потока жидкости в вентиле радиатора отопления можно изменять.

Вентильный элемент установлен предпочтительно в корпусе вентильного элемента, а узел седла вентиля имеет контркорпус, причем по меньшей мере одна из этих двух деталей, включающих корпус вентильного элемента и контркорпус, установлена в корпусе с возможностью поворота. Путем поворота одной из этих деталей можно позиционировать либо вентильный элемент относительно втекающей жидкости, либо втекающую жидкость относительно вентильного элемента. Поворотное движение реализуется легко. Установленные с возможностью поворота детали можно сравнительно легко уплотнить друг относительно друга.

Установленная с возможностью поворота деталь может быть уплотнена относительно корпуса периферийным уплотнением. Периферийное уплотнение надежно гарантирует герметичность, в том числе и при поворотном движении.

Установленная с возможностью поворота деталь предпочтительно удерживается в корпусе устройством с пружинным стопорным кольцом. Устройство с пружинным стопорным кольцом предохраняет указанную деталь от осевого смещения, однако допускает ее поворотное движение.

Установленная с возможностью поворота деталь предпочтительно сцепляется с корпусом в каждом из двух своих возможных рабочих положений. Поэтому монтажник может легко определить, когда при повороте достигнуто правильное положение. С помощью стопорного устройства это положение может быть затем зафиксировано. При необходимости вентильный элемент может достаточно точно позиционироваться относительно седла вентиля.

Согласно предпочтительному варианту выполнения, контркорпус выполнен в виде трубы с двумя боковыми патрубками, расположенными друг относительно друга с осевым и угловым смещениями, и в зависимости от положения трубы при ее повороте либо один патрубок совмещается с отверстием седла вентиля, либо другой патрубок совмещается с выпускным отверстием в корпусе, причем в каждом случае другой патрубок закрыт корпусом. В таком варианте могут быть относительно просто получены требуемые пути потока в вентиле радиатора отопления без необходимости перемещения собственно седла вентиля. В случае, если один из патрубков совмещается с отверстием седла вентиля, жидкость системы отопления может втекать через трубу и обтекать вентильный элемент через седло вентиля. Отвод жидкости осуществляется через выпускное отверстие и снаружи вокруг трубы. В другом положении при повороте трубы обтекание вентильного элемента также осуществляется через седло вентиля, причем жидкость течет снаружи вокруг трубы и отводится через выпускное отверстие в другом патрубке и через внутреннюю полость трубы. Такой вентиль радиатора может быть легко реализован с соответствующим контркорпусом, который может быть также выполнен из пластмассы.

Контркорпус предпочтительно имеет доступную снаружи поверхность для приложения вращающего момента. Через эту поверхность можно прикладывать необходимый вращающий момент к контркорпусу для его поворота в корпусе. Поверхность для приложения вращающего момента может быть образована, например, внутренним шестигранником. Таким образом, можно выполнить перестановку в вентиле даже тогда, когда он уже установлен на радиаторе.

Поверхность для приложения вращающего момента может быть закрыта съемной крышкой. Эта крышка может быть навинчена снаружи на корпус. С одной стороны, она защищает поверхность для приложения вращающего момента от загрязнения, а с другой стороны, может использоваться еще для уплотнения вентиля радиатора отопления снаружи.

В другом варианте выполнения вентильный элемент расположен в корпусе вентильного элемента эксцентрично, а узел седла вентиля имеет два седла вентиля. Путем поворота корпуса вентильного элемента можно переместить вентильный элемент по выбору либо к одному, либо к другому седлу вентиля.

Ниже изобретение описывается более подробно на примере предпочтительных вариантов выполнения со ссылками на чертежи, на которых:
фиг.1 изображает первый вариант выполнения вентиля радиатора отопления с нормальным направлением протекания потока,
фиг. 2 – вентиль радиатора отопления с противоположным направлением протекания потока,
фиг.3 – контркорпус в аксонометрии и
фиг.4 – второй вариант выполнения вентиля радиатора отопления.

На фиг. 1 показан вентиль 1 радиатора отопления, содержащий корпус 2, имеющий впускной соединительный элемент 3 и выпускной соединительный элемент 4. Стрелки 5 показывают путь потока жидкости, используемой в системе отопления, например, горячей воды, через вентиль. На пути потока установлено запорное устройство, которое имеет вентильный элемент 6, взаимодействующий с седлом 7 вентиля. Вентильный элемент 6 может перемещаться толкателем 8 вентиля к седлу 7, как показано лишь схематично. Имеется пружина 9, которая отжимает вентильный элемент 6 от седла 7 без возникновения внешних сил.

Направление потока, показанное на фиг. 1, характеризует “нормальное” протекание, при котором вентильный элемент 6 обтекается потоком, проходящим через седло 7 вентиля. Поэтому ни при открытии, ни при закрытии вентиля не возникает каких-либо проблем. При движении вентильного элемента 6 к седлу 7 осуществляется постепенное дросселирование потока воды благодаря тому, что зазор между вентильным элементом 6 и седлом 7 непрерывно уменьшается. Перемещение вентильного элемента 6 осуществляется исключительно толкателем 8.

Проблемы при закрытии вентиля 1 возникают тогда, когда направление проходящего через него потока жидкости изменяется. Подобная ситуация может наступить, например, при неправильной установке вентиля, а именно, или из-за того, что монтажник не обратил внимание на направление протекания потока через вентиль, или из-за того, что он просто не знал, какой трубопровод служит для подвода, а какой для отвода жидкости системы отопления. В этом случае вентильный элемент 6 будет обтекаться не через седло 7, а совсем иначе, вокруг. Это приводит к тому, что при закрывании вентиля вентильный элемент 6 опускается на седло 7 мгновенно, как только расстояние между ними будет меньше определенной величины. Это быстрое опускание вызывает моментальную остановку потока воды, в результате чего происходит так называемый гидравлический удар, который создает значительные шумы. Кроме того, скачки давления, связанные с гидравлическим ударом, могут привести к серьезным повреждениям в отопительной системе.

Чтобы избежать этой опасности, вентиль 1 радиатора отопления имеет расположенную в корпусе 2 деталь, называемую в дальнейшем контркорпусом 10. Контркорпус, изображенный на фиг.3 в аксонометрии, расположен в отверстии 11, образующем продолжение отверстия впускного соединительного элемента 3. Контркорпус 10 выполнен в виде трубы 12 с первым фланцем 13 и вторым фланцем 14, установленными в корпусе 2 с уплотнением с помощью уплотнительных колец 15, 16. Контркорпус 10 имеет два патрубка 17, 18, прилегающих к внутренней стенке отверстия 11 и уплотненных относительно них. Патрубки 17, 18 расположены на трубе 12 с осевым смещением друг относительно друга и соединены с внутренней полостью 19 трубы. Патрубки расположены также с угловым смещением друг относительно друга, например, на 90^o. Контркорпус 10 установлен в корпусе 2 с возможностью поворота и зафиксирован в нем от осевого смещения с помощью стопорного пружинного кольца 20. Имеется поверхность 21 для приложения вращающего момента, например, внутренний шестигранник. С помощью этой поверхности 21, которая доступна снаружи, контркорпус 10 можно поворачивать в корпусе 2. Поверхность для приложения вращающего момента может быть закрыта крышкой 22, навинченной на корпус, при необходимости, с установкой уплотнения (не показано).

Благодаря контркорпусу 10 вентильный элемент 6 всегда обтекается потоком, проходящим через седло 7 вентиля. При “нормальном” протекании, которое показано на фиг.1, жидкость системы отопления поступает из впускного соединительного элемента 3 через внутреннюю полость 19 трубы 12 и патрубок 17 к седлу 7 вентиля и обтекает вентильный элемент 6, проходя через седло 7. Затем жидкость, протекающая через зазор между вентильным элементом 6 и седлом 7, может через выпускное отверстие 23 (фиг.2), расположенное рядом с седлом вентиля, снова войти в отверстие 11, протекать в нем снаружи вокруг трубы 12 и затем поступать в выпускной соединительный элемент 4. Этот путь показан стрелками 5, изображенными двойными линиями.

На фиг. 2 показана ситуация с обратным направлением протекания жидкости через корпус 2, т.е. когда используемая в системе отопления жидкость входит в выпускной соединительный элемент 4 и выходит из впускного соединительного элемента 3. Чтобы при этом жидкость, путь которой показан стрелками 24, изображенными одинарными линиями, могла обтекать вентильный элемент 6 также через седло вентиля, контркорпус 10 поворачивают в отверстии 11 на 90^o. При этом патрубок 17 выходит из контакта с седлом 7 вентиля и закрывается внутренней стенкой отверстия 11, а патрубок 18 совмещается своим отверстием с выпускным отверстием 23. Таким образом, жидкость системы отопления обтекает трубу 12 и проходит через седло 7 вентиля к вентильному элементу 6. Затем жидкость через выпускное отверстие 23 и патрубок 18 поступает во внутреннюю полость 19 трубы 12 и течет в этой полости к впускному соединительному элементу 3.

Следовательно, направление потока жидкости в вентиле 1 радиатора отопления можно изменять простым способом путем поворота контркорпуса. В этом варианте конструкции требуется только одно седло 7 вентиля, которое взаимодействует с вентильным элементом 6 независимо от направления протекания жидкости в вентиле.

Таким образом, контркорпус 10 образует два выхода седла вентиля, а именно, во-первых, патрубок 17, который может быть установлен соосно с седлом 7 вентиля, и во-вторых, полость 29, расположенная между наружной стороной трубы 12 и внутренней стенкой отверстия 11.

На фиг.4 показана измененная конструкция, в которой детали, одинаковые с деталями в рассмотренном выше варианте, имеют те же цифровые позиции. Вентиль 1′ содержит корпус 25 с двумя седлами 7а, 7b вентиля. Вентильный элемент 6 расположен в корпусе 26 вентильного элемента, который может поворачиваться относительно корпуса 25 вокруг оси 27. Вентильный элемент 6 расположен эксцентрично относительно этой оси 27, так же, как и седла 7а, 7b. Поэтому при повороте корпуса 26 вентильного элемента на 180^o вокруг оси 27 вентильный элемент 6 выходит из контакта с седлом 7а и входит в контакт с седлом 7b. В показанном на фиг. 4 положении корпуса 26 вентильного элемента вентильный элемент 6 установлен для обеспечения направления протекания потока от впускного соединительного элемента 3 к выпускному соединительному элементу 4. В этом случае вентильный элемент 6 обтекается жидкостью, проходящей через седло 7а.

В другом, не показанном на чертежах положении корпуса 26 вентильного элемента, когда вентильный элемент 6 взаимодействует с седлом 7b, становится возможным обратное направление потока, т.е. жидкость системы отопления может протекать от выпускного соединительного элемента к впускному соединительному элементу 3. В этом случае вентильный элемент 6 обтекается жидкостью через седло 7b.

Корпус 26 вентильного элемента удерживается в корпусе 25 пружинным стопорным кольцом 20 и уплотнен уплотнительным кольцом 15.

В обоих вариантах (фиг.1-3 или фиг.4) приспособить вентиль 1, 1′ к тому или иному направлению потока можно даже тогда, когда он уже установлен. В варианте согласно фиг.4 вращающий момент можно приложить через соединительный патрубок 28, в котором расположен толкатель 8.

Возможен также вариант (не показан), в котором контркорпус 10 в корпусе 2 или корпус 26 вентильного элемента в корпусе 25 могут фиксироваться только в определенных положениях. В таком варианте могут быть предусмотрены, например, стопорные элементы, возможно, в виде подпружиненных шариков, которые входят в соответствующие углубления на периферийной поверхности контркорпуса 10 или корпуса 26 вентильного элемента. Дополнительно или альтернативно может быть также предусмотрена маркировка на наружной стороне, указывающая “правильное” положение поворотных деталей.

Формула изобретения

1. Вентиль, в частности вентиль радиатора отопления, содержащий корпус, имеющий впускной соединительный элемент и выпускной соединительный элемент, между которыми на пути потока расположено запорное устройство с вентильным элементом и узлом седла вентиля, отличающийся тем, что узел седла вентиля имеет два выхода (17,29;7а,7b) седла вентиля, из которых один соответствует впускному соединительному элементу, а другой – выпускному соединительному элементу, причем вентильный элемент (6) и узел седла вентиля установлены с возможностью перестановки друг относительно друга так, что вентильный элемент (6) взаимодействует по выбору либо с одним, либо с другим выходом (17,29;7а,7b) седла вентиля.

2. Вентиль по п.1, отличающийся тем, что вентильный элемент (6) установлен в корпусе (26) вентильного элемента, а узел седла вентиля имеет контркорпус (10), причем по меньшей мере одна из двух этих деталей, включающих корпус (26) вентильного элемента и контркорпус (10), установлена в корпусе (3,25) с возможностью поворота.

3. Вентиль по п.2, отличающийся тем, что установленная с возможностью поворота деталь (10,26) уплотнена относительно корпуса (2,25) периферийным уплотнением (15,16).

4. Вентиль по п.3, отличающийся тем, что установленная с возможностью поворота деталь (10,26) удерживается в корпусе (2) устройством (20) с пружинным стопорным кольцом.

5. Вентиль по одному из пп.2-4, отличающийся тем, что установленная с возможностью поворота деталь (10,26) сцепляется с корпусом (2,25) в каждом из своих возможных рабочих положений.

6. Вентиль по одному из пп.2-5, отличающийся тем, что контркорпус (10) выполнен в виде трубы (12) с двумя боковыми патрубками (17,18), расположенными друг относительно друга с осевым и угловым смещениями, и в зависимости от положения трубы (12) при ее повороте либо один патрубок (17) совмещается с отверстием (30) седла вентиля, либо другой патрубок (18) совмещается с выпускным отверстием (23) в корпусе, причем в каждом случае другой патрубок (18,17) закрыт корпусом (2).

7. Вентиль по п.6, отличающийся тем, что контркорпус (10) имеет доступную снаружи поверхность (21) для приложения вращающего момента.

8. Вентиль по п.7, отличающийся тем, что поверхность (21) для приложения вращающего момента закрыта съемной крышкой (22).

9. Вентиль по одному из пп.2-5, отличающийся тем, что вентильный элемент (6) расположен в корпусе (26) вентильного элемента эксцентрично, а узел седла вентиля имеет два седла (7а,7b) вентиля.

РИСУНКИ