Клапан, в частности клапан радиатора

 

Изобретение относится к теплотехническому оборудованию, в частности к клапанам радиатора, и предназначено для перекрытия потока среды. Клапан, в частности клапан радиатора, содержит клапанный элемент и седло клапана. На седло клапана по линии запирания опирается клапанный элемент в закрытом положении. Радиальное расстояние между линией запирания и наружным в радиальном направлении краем переливной поверхности изменяется в направлении по окружности. Через переливную поверхность переливается жидкость в открытом положении клапана. Изобретение позволяет уменьшить шумы при работе клапана. 6 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к клапану, в частности к клапану радиатора, содержащему клапанный элемент и седло клапана, на которое опирается по линии запирания клапанный элемент в закрытом положении.

Подобный клапан радиатора известен из DE 19647028 А1. Седло клапана вставлено в его корпус. Для направления клапанного элемента служит осевая направляющая, соединенная с седлом клапана через опоры. Такие клапаны сравнительно просты в изготовлении. Кроме того, они имеют относительно большое пропускное сечение и поэтому могут использоваться также в старых нагревательных системах.

Время от времени возникают проблемы, связанные с тем, что такие клапаны создают шумы самого разного рода. Эти шумы имеют широкий спектр - от резкого шипения до неприятных свистящих тонов.

В основу изобретения положена задача уменьшить шумы простыми средствами.

Эта задача решается тем, что в описанном выше клапане радиатора радиальное расстояние между линией запирания и наружным в радиальном направлении краем переливной поверхности, через которую переливается жидкость в открытом положении клапана, изменяется в направлении по окружности.

При таком выполнении клапана достигается эффективное подавление шумов. Механизм этого действия точно не установлен. Предполагается, что переливная поверхность с различной длиной перелива устраняет влияние седла клапана или других его деталей на определенной частоте. При некоторых обстоятельствах влияние таких частот может даже усиливаться от соединенных с клапаном устройств, например радиатора. Изменение длины перелива приводит к тому, что частоты шумов, создаваемых переливающейся водой, также изменяются. Предполагается, что это вызывает уменьшение энергетического уровня для отдельных частот, так что тоны становятся практически неслышны. Линия запирания представляет собой границу, по которой клапанный элемент опирается на седло клапана. Во время работы клапана самое узкое для пропускания место обычно находится в зоне линии запирания, наподобие дроссельного клапана, в связи с чем вероятность возникновения колебаний является очень высокой. Колебания не могут предотвращаться посредством нового выполнения седла клапана. Тем не менее, можно предотвратить усиление этих колебаний или возникновение резонанса.

Линия запирания предпочтительно образована в виде окружности, а наружный край имеет форму многоугольника. Такой вариант выполнения имеет несколько преимуществ. Во-первых, он технологичен. Во-вторых, легко обеспечить непрерывное изменение длины перелива, т.е. расстояния между линией запирания и наружным краем. У каждого угла многоугольника в двух местах, т.е. на разных сторонах угла, длина перелива будет одинаковой. Однако это условие не является критичным, и расстояние между линией запирания и наружным краем может изменяться иным образом.

Многоугольник предпочтительно имеет правильную форму, что упрощает изготовление клапана. Кроме того, не требуется соблюдать определенную ориентацию при установке седла в клапане.

Количество сторон многоугольника предпочтительно лежит в пределах от трех до девяти. Чем меньше количество сторон, тем меньше количество одинаковых длин перелива, т. е. расстояний между линией запирания и наружным краем. Однако, с другой стороны, слишком малое количество сторон многоугольника приводит к уменьшению пропускного сечения через седло клапана.

Наружный край предпочтительно образует ступеньку на корпусе, наружная часть которого имеет форму, отличающуюся от формы наружного края. Установлено, что фактически достаточно иметь только переливную поверхность седла клапана с различной длиной перелива и не обязательно выполнять таким все тело седла клапана.

В связи с этим особенно выгодно, чтобы наружная часть имела в поперечном сечении форму круга. Считается, что большинство труб и переходных патрубков, используемых для соединения с радиаторами, имеют также круглое поперечное сечение. Поэтому седло клапана можно довольно легко вставить обычным образом.

Ступенька имеет высоту от 0,2 до 2 мм. Предпочтительной является минимальная высота от 0,3 до 0,5 мм. Как ни странно, но даже таких маленьких ступенек оказывается достаточно для обеспечения эффективной шумоизоляции.

Далее настоящее изобретение описано на примере предпочтительного варианта его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых: фиг.1 изображает клапан радиатора в продольном разрезе, фиг.2 изображает седло клапана в аксонометрии и фиг.3 изображает седло клапана на виде сверху.

Клапан 1 радиатора имеет корпус, образованный телом 2 корпуса и крышкой 3 корпуса. В теле 2 корпуса имеются впускной патрубок 4 и выпускной патрубок 5. Путь потока между впускным патрубком 4 и выпускным патрубком 5 может перекрываться в уплотнительной зоне 7, образованной клапанным элементом 6 и седлом 8 клапана.

Седло 8 клапана расположено на вставке 9, выполненной отдельно от тела 2 корпуса и его крышки 3 и закрепленной между ними. Для этого тело 2 корпуса снабжено стенкой 10, расположенной по окружности с наклоном относительно центральной оси 11. Таким образом, стенка 10 имеет коническую поверхность. Вставка 9 опирается на стенку 10 посредством уплотнительного кольца 37.

Вставка 9 имеет несколько ножек 12 (в данном случае три), которыми она установлена на крышке 3. Между ножками 12 имеется пространство, достаточное для свободного прохождения воды во внутреннее пространство вставки 9. Кроме того, вставка 9 имеет удерживающиее плечи 16, которые можно также назвать "мостиками". Удерживающие плечи 16 выступают радиально внутрь и в данном случае выполнены как продолжения ножек 12. Удерживающие плечи 16 несут расположенный в центре направляющий палец 17, выступающий через седло 8 клапана. Удерживающие плечи 16 расположены звездообразно, поэтому остается достаточно большое отверстие для пропускания воды. Направляющий палец 17 имеет заданную длину и расположен вдоль оси 11. Он служит для направления запирающего элемента 6, который нагружен пружиной 34 в направлении открытия клапана. В направлении закрытия клапана действует толкатель 25, направляемый через сальник 26 и перемещаемый управляющим элементом, например термостатом (подробно не показан).

Клапанный элемент 6 имеет уплотнительное кольцо 21, которое в закрытом положении клапана опирается на его седло 8. Это кольцо обладает некоторой упругостью, вследствие чего на седле 8 клапана с определенной вероятностью будет создаваться достаточно широкая опорная поверхность. Однако для упрощения последующего описания предполагается, что контакт между уплотнительным кольцом 21 и вставкой 9 происходит на седле 8 клапана по линии. Эта линия называется линией 22 запирания. Поскольку фактически уплотнительное кольцо 21 опирается на седло 8 клапана по широкой опорной поверхности, линия 22 запирания образует наружный в радиальном направлении край поверхности контакта между уплотнительным кольцом 21 и седлом 8 клапана.

На фиг.2 вставка 9 изображена в аксонометрии в увеличенном масштабе. Линия 22 запирания видна на переливной поверхности 23, т.е. поверхности, через которую переливается вода, когда клапан 1 открыт, т.е. клапанный элемент 6 поднят от седла 8 клапана.

На фиг. 2 хорошо видно, что радиальная протяженность переливной поверхности 23, т.е. расстояние между линией 22 запирания и наружным краем 24 переливной поверхности, является переменной. Практически это достигается тем, что линия запирания имеет форму окружности, а наружный край 24 - форму многоугольника.

Как показано на фиг.3, многоугольник имеет правильную форму и в данном случае является семиугольником.

Наружный край 24 этого многоугольника выполнен в виде ступеньки на вставке 9. Эта ступенька имеет высоту h от 0,2 до 1,2 мм. На фиг.2 изображена ступенька большего размера с целью наглядности.

Вставка 9 имеет также наружную часть 27 с круглым поперечным сечением. На этой наружной стороне выполнена канавка 28 для размещения уплотнительной детали 37. В связи с этим наружная сторона 27 может иметь небольшой наклон в направлении к переливной поверхности 23. Однако наружная часть 27 может иметь и правильную цилиндрическую форму.

Различная длина перелива через переливную поверхность 23 показана с помощью стрелок. Для каждого угла одна и та же длина перелива имеет место дважды, как показано стрелками 13, 14 равной длины, расположенными симметрично относительно вершины соответствующего угла. Однако не будет очень критичным, если длина перелива, т.е. расстояние между линией 22 запирания и наружным краем 24, изменяется другим образом.

Рассмотренная в данном описании многоугольная форма наружного края 24 не является обязательной. Теоретически, возможна любая другая форма этого края, при условии, что расстояние между линией 22 запирания и наружным краем 24 изменяется непрерывно или постоянно с целью предотвращения возникновения колебаний. Тем не менее, многоугольная форма более предпочтительна с технологической точки зрения.

Формула изобретения

1. Клапан, в частности клапан радиатора, содержащий клапанный элемент и седло клапана, на которое опирается по линии запирания клапанный элемент в закрытом положении, отличающийся тем, что радиальное расстояние (13, 14) между линией 22 запирания и наружным в радиальном направлении краем 24 переливной поверхности 23, через которую переливается жидкость в открытом положении клапана 1, изменяется в направлении по окружности.

2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что линия 22 запирания образована в виде окружности, а наружный край 24 имеет форму многоугольника.

3. Клапан по п. 2, отличающийся тем, что многоугольник имеет правильную форму.

4. Клапан по п. 1 или 3, отличающийся тем, что количество сторон многоугольника лежит в пределах от трех до девяти.

5. Клапан по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что наружный край 24 образует ступеньку корпуса 9, наружная часть которого отличается по форме от наружного края 24.

6. Клапан по п. 5, отличающийся тем, что наружная часть 27 имеет в поперечном сечении форму круга.

7. Клапан по п. 5, отличающийся тем, что ступенька имеет высоту h от 0,2 до 2 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3