Вставной клапан

 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к вставным клапанам, и предназначено для перекрытия проходного сечения трубопровода. Вставной клапан установлен во вставной соединитель трубопровода для жидкости и имеет установочный элемент. Установочный элемент может поворачиваться относительно корпуса клапана посредством регулировочного кольца и передаточного элемента и не может поворачиваться относительно передаточного элемента. Установочный элемент направляет вдоль оси шток клапана. Шток клапана несет запорную деталь клапана и установлен с возможностью ограниченного перемещения относительно седла клапана. Поворот регулировочного элемента относительно седла клапана и передаточного элемента приводит к осевому перемещению установочного элемента в одном направлении до первого упора, а в другом направлении - до тех пор, пока запорная деталь клапана не будет опираться на седло клапана. Изобретение позволяет повысить герметичность вставного клапана при его закрытом положении. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к вставному клапану, устанавливаемому во вставной соединитель трубопровода для жидкости и имеющему установочный элемент, который может поворачиваться относительно корпуса клапана посредством регулировочного элемента и передаточного элемента, не может поворачиваться относительно передаточного элемента и направляет вдоль оси шток клапана, несущий запорную деталь клапана и установленный с возможностью ограниченного перемещения относительно седла клапана.

В известном вставном клапане такого типа (см., например, DE 3300623 С2 или DE 4442744 А1), который может использоваться в сочетании с термостатической насадкой, значение k_V может регулироваться посредством регулировочного кольца и регулировочного элемента, который поворачивается регулировочным кольцом так, что при повороте проходящая в осевом направлении часть периферийной стенки установочного элемента частично или полностью закрывает отверстие в корпусе клапана. Если эта часть стенки закрывает отверстие полностью, то полностью преграждается путь для потока жидкости через клапан.

Однако так как для того, чтобы установочный элемент мог поворачиваться относительно корпуса клапана, между ними должен быть зазор, полностью перекрыть поток жидкости невозможно.

В основу изобретения положена задача создать вставной клапан, подобный описанному выше, в котором при установке значения K_V, равного нулю, полностью перекрывается путь для прохождения потока жидкости.

Согласно изобретению эта задача решается тем, что поворот регулировочного элемента относительно седла клапана и передаточного элемента приводит к осевому перемещению установочного элемента в одном направлении до первого упора, а в другом направлении - до тех пор, пока запорная деталь клапана не будет опираться на седло клапана.

В такой конструкции поворот регулировочного элемента приводит не только к повороту установочного элемента, но и к его осевому перемещению, причем это перемещение до первого упора ограничивает максимальную высоту подъема запорной детали клапана, а значит и максимальное значение k_V. Минимальное значение k_V соответствует положению закрытия, в котором запорная деталь клапана опирается на седло клапана и полностью преграждает путь потоку.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения установочный элемент опирается на винтообразную направляющую, соосную со штоком клапана. В этом случае направляющая имеет простую конструкцию.

Особенно простой по конструкции является направляющая, представляющая собой наклонную плоскость, на которую опирается выступом установочный элемент. Первый упор может быть расположен на верхнем конце наклонной плоскости, а на ее нижнем конце может быть расположен второй упор. Эти упоры определяют диапазон предварительной установки.

Наклонная плоскость может быть расположена и на внутренней стороне корпуса клапана, что легко выполнить конструктивно.

В альтернативном варианте выполнения установочный элемент может иметь резьбу, входящую в зацепление с резьбой корпуса клапана.

Далее изобретение описано на примерах предпочтительных вариантов его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых: фиг.1 изображает сбоку, с частичным разрезом по оси, первый вариант выполнения предлагаемого вставного клапана, вставленного в трубопровод для жидкости; фиг.2 изображает дополнительный частичный разрез по оси клапана, показанного на фиг.1; фиг.3 изображает корпус клапана в поперечном разрезе в зоне бокового отверстия для жидкости; фиг.4 изображает с частичным разрезом по оси следующий вариант выполнения предлагаемого вставного клапана, в котором предварительно установлено значение k_V, соответствующее полному закрытию клапана; фиг.5 изображает разрез клапана, аналогичный фиг.4, но с предварительной установкой среднего значения k_V; фиг.6 изображает разрез клапана, аналогичный фиг.4, но с предварительной установкой максимального значения k_V; фиг. 7 изображает вид сбоку части вставного клапана, показанного на фиг. 4; фиг.8 изображает поперечный разрез, аналогичный фиг.3.

Вставной клапан, изображенный на фиг.1-3, вставлен в трубопровод (1) для жидкости (для горячей воды) на впускном патрубке радиатора отопительной системы, т.е. резьбовой участок (4) на наружной стороне корпуса (5) клапана ввинчен в снабженный внутренней резьбой (2) вставной соединитель (3). На нижней концевой части (6) корпуса (5) клапана закреплена с помощью стопорного кольца (8) вставная деталь (7). Стопорное кольцо с одной стороны входит в зацепление с кольцевой канавкой на внутренней поверхности концевой части (6), а с другой стороны - с нижней поверхностью кольцевого выступа (9) вставной детали (7), опирающегося на внутренний заплечик концевой части (6). Поэтому можно считать, что вставная деталь (7) является частью корпуса (5) клапана. Своим свободным концом вставная деталь (7) проходит внутрь впускного патрубка (10), вставленного в трубопровод (1) для жидкости, и уплотнена во впускном патрубке (10) уплотнительным кольцом (11). Вставной соединитель (3) и впускной патрубок (10) приварены к трубопроводу (1) для жидкости.

В корпусе (5) клапана установлен с возможностью поворота цилиндрический передаточный элемент (12), уплотненный относительно корпуса (5) клапана уплотнительным кольцом (13). Посредством регулировочного кольца (14), соединенного с передаточным элементом (12) и образующего регулировочный элемент, можно поворачивать цилиндрический установочный элемент (15), установленный в корпусе (5) клапана. Регулировочное кольцо (14) соединено с передаточным элементом (12) с помощью осевых ребер и пазов (16). На внутренней стороне передаточного элемента (12) также выполнены осевые ребра (17) с пазами между ними. Аналогично, на наружной стороне установочного элемента (15) имеются осевые ребра (18) и пазы между ними. Ребра (17, 18) и пазы входят в зацепление друг с другом. Кроме того, установочный элемент (15) имеет коаксиальное отверстие, расширяющееся ступенчато к одному из его концов, в котором установлена наружная пружина (19), опирающаяся одним концом на заплечик (20), выполненный в этом отверстии, а другим концом - на внутренний заплечик (21) передаточного элемента (12). Таким образом, установочный элемент (15) может перемещаться в осевом направлении внутри передаточного элемента (12) силой пружины (19) или с преодолением силы пружины (19).

В отверстии установочного элемента (15) расположен шток (22) клапана, который может перемещаться в осевом направлении. Когда управляющий элемент, например рабочий элемент термостатической насадки, действует на наружный конец толкателя (23), выходящего наружу через сальник (24), шток клапана может перемещаться этим толкателем в осевом направлении с преодолением силы возвратной пружины (25), расположенной между кольцевым выступом (26) штока (22) клапана и дополнительным внутренним эаплечиком (27) в отверстии установочного элемента (15).

На конце штока (22), выступающем из установочного элемента (15), закреплена запорная деталь (28) клапана из упругого материала, взаимодействующая с седлом клапана, не показанным на фиг.1 и 2, внутри вставной детали (7).

На нижней наружной кромке установочного элемента (15) выполнен осевой выступ (29), посредством которого установочный элемент (15) опирается на винтообразную направляющую, соосную со штоком (22) клапана и представляющую собой постепенно поднимающуюся наклонную плоскость (30). Наклонная плоскость (30) имеет на верхнем конце первый упор (31), а на нижнем конце - второй упор (32). При повороте установочного кольца (14), а вместе с ним и установочного элемента (15), выступ (29) может перемещаться между этими упорами в обоих направлениях в ограниченных пределах, в результате чего установочный элемент (15) будет перемещаться в осевом направлении в корпусе (5) клапана. В другом варианте выполнения наклонная плоскость (30) и упоры (31, 32) могут быть образованы на внутренней поверхности корпуса (5) клапана или его концевой части (6).

Это перемещение установочного элемента (15) в корпусе (5) клапана ограничивает высоту подъема штока (22) клапана и закрепленной на нем запорной детали (28) под действием возвратной пружины, т.е. при подъеме штока (22) запорная деталь (28) перемещается до упора в свободный конец установочного элемента (15) через шайбу (33), служащую опорой для запорной детали (28).

Путем поворота установочного кольца (14) можно через передаточный элемент (12) и установочный элемент (15) осуществлять необходимую предварительную установку значения _V. Поток жидкости практически беспрепятственно течет через боковые отверстия (34) в корпусе (5) клапана и фактически ограничивается только шириной отверстия вставного клапана между запорной деталью (28) и седлом.

Если значение k_V установлено равным нулю, т.е. выступ (29) упирается в упор (32), а установочный элемент (15) находится в своем нижнем положении, то запорная деталь (28) плотно прилегает к седлу клапана. В этом случае клапан полностью закрыт и не может быть открыт возвратной пружиной (25) или путем опускания управляющего элемента, действующего на толкатель (23). При такой установке значения k_V исключается нежелательное протекание жидкости, даже в малых количествах.

На дне углубления (35) установочное кольцо (14) имеет метку N нейтрального положения и зубец (36). При повороте установочного кольца (14) зубец (36) входит в зацепление с зубцом (37) в области метки (38) реперного кольца, установленного с возможностью поворота с преодолением силы трения по окружности корпуса (5) клапана, тем самым зубец (36) захватывает реперное кольцо (39). Таким образом сохраняется взаимная установка установочного кольца (14) и реперного кольца (39), при которой поворот установочного кольца (14) приводит к повороту реперного кольца (39) в любое заданное положение. Затем путем поворота установочного кольца (14) в обратном направлении осуществляется предварительная установка заданного значения _V вставного клапана.

Вариант выполнения изобретения, показанный на фиг.4-8, отличается от варианта, показанного на фиг.1-3, только тем, что на внутренней стороне части (40) стенки установочного элемента (15), выступающей в осевом направлении на одном его конце, имеется резьба (41), входящая в зацепление с резьбой (42) на корпусе (5) клапана, точнее - на вставной детали (7), являющейся продолжением корпуса (5) клапана. Как и в первом варианте, установочный элемент (15) может перемещаться в осевом направлении при повороте между упором, образованным эаплечиком (21), и упором, образованным кольцевым выступом (9) вставной детали (7). Когда установочный элемент (15) упирается в верхний упор, образованный заплечиком (21), устанавливается максимальное значение k_V. Если же установочный элемент (15) упирается в нижний упор, образованный кольцевым выступом (9), то значение k_V равно нулю, при этом запорная деталь (28) клапана опирается на седло клапана, образованное верхней скошенной кромкой вставной детали (7), так что полностью преграждается путь для потока жидкости.

В остальном принцип работы и конструкция этого варианта аналогичны первому варианту.

Возможна модификация второго варианта выполнения изобретения, в которой резьба (41) выполнена на внутренней поверхности корпуса (5) клапана в осевом направлении над отверстиями (34), а резьба (42) выполнена на наружной стороне части (40) стенки.

Формула изобретения

1. Вставной клапан, устанавливаемый во вставной соединитель (3) трубопровода (1) для жидкости и имеющий установочный элемент (15), который может поворачиваться относительно корпуса (5) клапана посредством регулировочного элемента (14) и передаточного элемента (12), не может поворачиваться относительно передаточного элемента (12) и направляет вдоль оси шток (22) клапана, несущий запорную деталь (28) клапана и установленный с возможностью ограниченного перемещения относительно седла (43) клапана, отличающийся тем, что поворот регулировочного элемента (14) относительно седла (43) клапана и передаточного элемента (12) приводит к осевому перемещению установочного элемента (15) в одном направлении до первого упора (31; 21), а в другом направлении - до тех пор, пока запорная деталь (28) клапана не будет опираться на седло (43) клапана.

2. Вставной клапан по п. 1, отличающийся тем, что установочный элемент (15) опирается на винтообразную направляющую, соосную со штоком (22) клапана.

3. Вставной клапан по п. 2, отличающийся тем, что направляющая представляет собой наклонную плоскость (30), на которую установочный элемент (15) опирается выступом (29).

4. Вставной клапан по п. 3, отличающийся тем, что первый упор (31) расположен на верхнем конце наклонной плоскости, а на ее нижнем конце расположен второй упор (32).

5. Вставной клапан по п. 3 или 4, отличающийся тем, что наклонная плоскость (30) расположена в корпусе (5) клапана.

6. Вставной клапан по п. 1 или 2, отличающийся тем, что установочный элемент (15) имеет резьбу (41), входящую в зацепление с резьбой (42) корпуса (5) клапана.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8