Клапан для радиаторов отопления
Изобретение относится к арматуростроению, в частности к клапанам для радиаторов отопления, и предназначено для регулирования расхода теплоносителя. Радиаторный клапан содержит впускное и выпускное отверстия. Между этими отверстиями расположено клапанное устройство. Это устройство имеет седло на выходе канала и размещенный на приводном механизме затвор. Затвор перемещается в направлении закрытия к седлу и в направлении открытия от седла. После прилегания затвора (14) к седлу (11) приводной механизм (15) имеет возможность перемещаться дальше в направлении закрытия к седлу за счет деформации обратной стороны (26) затвора (14) в противоположном по отношению к седлу (11) направлении. Предусмотрено устройство ограничения движения (24, 27, 29, 30, 31) приводного механизма (15) в направлении закрытия, после определенного хода (d) приводного механизма (15). Изобретение направлено на обеспечение большего диапазона при выборе приводных усилий. 13 з.п. ф-лы, 1 ил.
Данное изобретение относится к клапанам для радиаторов отопления с впускным и выпускным отверстием. Между этими отверстиями находится клапанное устройство с седлом на выходе канала седла клапана и затвором, расположенным на приводном механизме. Затвор выполнен с возможностью перемещения в направлении закрытия к седлу и в направлении открытия от седла.
Такой радиаторный клапан известен, например, из DE 9414832 U1. Благодаря увеличению или уменьшению расстояния между затвором и седлом можно в той или иной мере регулировать расход теплоносителя, в частности горячей воды. Когда затвор прилегает к седлу, поток теплоносителя должен прерываться. Для этого, как правило, затвор выполнен из эластомерного материала. При контакте с седлом этот материал сжимается, что обеспечивает уплотнение вдоль всей линии соприкосновения затвора с седлом. Соответственно для закрытия клапана необходимо определенное усилие. Это усилие, действующее на приводной механизм, должно быть достаточным для того, чтобы в соответствующей степени сжать затвор.
Как правило, радиатор отопления регулируют с помощью терморегулирующей насадки. Терморегулирующая насадка посредством толкателя действует на приводную деталь, которая может быть выполнена, например, в виде штока клапана. В некоторых случаях сила со стороны терморегулирующей насадки, точнее расположенного в ней термостатического элемента, оказывается недостаточной для того, чтобы надежно запереть радиаторный клапан. В этом случае между седлом и затвором возникает зазор, что приводит к протеканию теплоносителя через запорный элемент. Какого-либо значительного влияния на отопление помещения это протекание не оказывает. Однако оно приводит к определенным потерям энергии. Кроме того, при этом возникает опасность, что седло и(или) затвор в области зазора будут изнашиваться сильнее, чем на других участках, и зазор будет увеличиваться.
Задачей изобретения является обеспечение большего диапазона при выборе приводных усилий.
В случае радиатора упомянутого вначале вида эта задача решена благодаря тому, что после прилегания затвора к седлу приводной механизм может перемещать затвор дальше в направлении закрытия. Это перемещение сопровождается деформацией обратной (противоположной по отношению к седлу) стороны затвора.
При такой конструкции нет необходимости, по крайней мере, в той же мере сжимать затвор в зоне уплотнения, то есть в месте соприкосновения седла с затвором. Достаточно, чтобы затвор деформировался. При этом сжатием деформация не ограничивается. Более того, затвор деформируется в целом, во всяком случае в зоне уплотнения. Таким образом, деформация проявляется и с обратной стороны. Это достигается весьма простым способом: приводной механизм перемещает затвор дальше, чем это необходимо собственно для закрытия клапана. Итак, приводной механизм перемещает затвор до соприкосновения с седлом и продолжает двигать его дальше, то есть к каналу седла. Затвор при этом деформируется, благодаря чему он везде плотно прилегает к седлу клапана.
В изобретении предусмотрено устройство ограничения движения. Это устройство предотвращает движение приводного механизма в направлении закрытия после того, как он прошел определенное расстояние. Благодаря этому затвор деформируется в определенных границах. Эти границы выбираются, например, таким образом, чтобы затвор не деформировался до такой степени, при которой он вдавливается в канал седла. В этом случае снова открыть клапан было бы трудно. Кроме того, ограничивается чрезмерная нагрузка из-за деформации затвора.
Предпочтительно, чтобы устройство для ограничения движения имело соединенную с приводным механизмом деталь, которая после определенного хода прилегала бы к затвору. В этом случае приводной механизм, так сказать, стопорит сам себя. К тому же благодаря такой конструкции движение прекращается плавно. Когда упомянутая деталь начинает прилегать к затвору, он сжимается в зависимости от силы, которая действует на приводной механизм снаружи. Благодаря этому становится возможной постепенная остановка приводного механизма.
Предпочтительно затвор в средней части должен прилегать к указанной детали, а в периферийной зоне в направлении закрытия между затвором и деталью имеется определенное расстояние. Благодаря этому деформация затвора ограничивается периферийной зоной. В остальных местах затвор опирается на деталь, так что в средней части деформации если и возникают, то небольшие. Поэтому в процессе закрытия клапана средняя часть практически не нагружается.
Предпочтительно седло клапана выполнено на корпусе седла, в котором имеется канал, причем диаметр средней части составляет 0,8-1,3 диаметра канала. Таким образом, практически средняя часть заканчивается каналом седла, поэтому деформация самого затвора ограничивается участком, который располагается дальше в радиальном направлении.
Предпочтительно затвор в средней части должен иметь выступ, который прилегает к вышеупомянутой детали. Таким образом, затвор выполнен в виде одной детали. Он имеет уступы, то есть толщина затвора в средней части превышает толщину периферийной зоны. Эта относительно простая конструкция при незначительных внешних силах допускает деформацию затвора с обратной стороны в периферийной зоне. На остальных участках затвор нагружается не слишком сильно.
Предпочтительно в месте крепления к приводному механизму указанная деталь должна иметь большую толщину. Это облегчает ее крепление к приводу. Крепление получается относительно стабильным.
При этом деталь предпочтительно выполнить заодно с приводным механизмом. Это облегчает производство.
В альтернативной конструкции ограничительное устройство может иметь ограничитель, к которому после определенного хода прилегает приводной механизм. В этом случае ограничительное устройство действует непосредственно на приводной механизм, так что затвор из-за ограничения перемещения дополнительно практически не нагружается.
При этом ограничитель предпочтительно разместить в канале седла клапана, причем приводной механизм после определенного хода должен прилегать к ограничителю. В этом случае приводной механизм соударяется с ограничителем, так сказать, фронтально.
В еще одной альтернативной конструкции ограничительное устройство может иметь ограничитель, который находится в канале седла клапана. К этому ограничителю после определенного хода прилегает затвор. Ограничитель может быть выполнен, например, в виде перфорированной пластины или звездочки, к которой прилегает клапанное устройство. В этом случае дальнейшее перемещение затвора в канал невозможно.
Предпочтительно приводной механизм на том конце, который проходит через затвор, должен иметь измененную форму, которая позволяет удерживать затвор. Эта простая конструкция позволяет сэкономить на материале. Дополнительные детали для крепления затвора к приводному механизму, например, штоку клапана, не нужны.
При этом приводной механизм с того конца, который проходит через затвор, предпочтительно должен иметь охватываемое кольцевой стенкой углубление, причем эта стенка расплющена в радиальном направлении наружу. Таким образом, приводной механизм и затвор соединены, так сказать, заклепкой, или отбортовкой, причем заклепка образуется приводным механизмом. При этом в качестве противоположной опоры может выступать элемент, который ограничивает движение.
Также является предпочтительным, чтобы седло клапана было образовано на выпуклой или конической поверхности. В этом случае, когда приводной механизм после соприкосновения затвора с седлом продолжает перемещаться в направлении закрытия клапана, область прилегания затвора к седлу увеличивается.
Далее изобретение описывается на основе предпочтительных примеров реализации, описание сопровождается чертежом, на котором представлен схематичный разрез радиаторного клапана.
Клапан 1 имеет корпус 2 с впускным отверстием 3 и выпускным отверстием 4. Между впускным отверстием 3 и выпускным отверстием 4 находится клапанное устройство 5. Клапанное устройство 5 выполнено в виде вставки с верхней частью 6 и нижней частью 7. Вставка может быть ввинчена в корпус клапана 2 и уплотнена по отношению к нему с помощью уплотнений 8 и 9. Верхняя часть 6 и нижняя часть 7 соединены друг с другом перемычками 10.
В нижней части 7 образовано седло 11 клапана. Седло 11 образует, так сказать, завершение канала 12, который соединен с впускным отверстием 3. Между цилиндрическим участком канала 12 и седлом 11 предусмотрена выпуклая поверхность 13. Вместо выпуклой поверхности 13 можно предусмотреть коническую поверхность.
С седлом 11 взаимодействует затвор 14, который закреплен на штоке 15. Шток 15 закреплен в верхней части 6. Шток используют в качестве привода затвора 14.
На том конце 16, который проходит через затвор 14, шток 15 имеет углубление 17, которое охвачено относительно тонкой кольцевой стенкой 18. Кольцевую стенку расплющивают. Таким образом, она удерживает затвор 14 на штоке 15 в аксиальном направлении. Чтобы предотвратить повреждение затвора 14, между отбортованным участком и затвором 14 предусмотрена шайба 19, например, из листового металла. Кольцевая стенка 18 также может быть отбортована.
В направлении открытия шток 15 приводят в действие посредством пружины 20, которая опирается на верхнюю часть 6. При движении в направлении открытия затвор 14 отходит от седла 11. При движении в направлении закрытий затвор 14 приближается к седлу 11.
В направлении закрытия на шток 15 действует внешняя сила F. Сила F передается на шток 15 через толкатель 21, который проходит через сальник 22. Внешняя сила F может создаваться, например, терморегулирующей насадкой.
В средней части затвора 14 (в радиальном направлении) имеется выступ 23. Говоря другими словами, затвор в средней части, где имеется выступ 23, имеет большую толщину, чем в периферийной части.
Выступ 23 прилегает к детали 24, которая соединена со штоком 15. Деталь 24 может быть выполнена также заодно со штоком 15. В районе штока 15 деталь 24 имеет участок 25 увеличенной толщины. Благодаря участку 25 улучшается крепление детали 24 к штоку 15 и предотвращается наклон детали 24 относительно штока 15.
Диаметр выступа 23 затвора 14 примерно соответствует диаметру канала седла клапана 12. Он может быть также немного меньше или больше. Предпочтительно диаметр выступа должен составлять от 0,8 до 1,3 диаметра канала 12.
Итак, если, как показано на чертеже, затвор 14 прилегает к седлу 11, то это не обязательно означает, что движение штока 15 прекратилось. Под действием внешней силы F шток 15 может продолжать перемещаться в направлении закрытия. Это движение возможно благодаря тому, что периферийная зона затвора 14 может деформироваться. Сжатием деформация не ограничивается. При этом деформируется также обратная сторона 26 затвора 14. Итак, перемещение штока 15 может продолжаться до тех пор, пока край затвора 14 не станет прилегать к детали 24. При этом не обязательно, чтобы к детали 24 прилегала вся периферийная зона.
Напротив, достаточно, чтобы к детали 24 прилегал, так сказать, внешний край задней стороны 26. В этом случае движение штока 15 практически прекращается. Однако процесс торможения немного смягчается благодаря тому, что затвор 14 обладает некоторой эластичностью.
В этом случае благодаря тому, что поверхность 13 является выпуклой или, по крайней мере, конической, при деформации затвора 14 в периферийной зоне площадь соприкосновения затвора 14 с седлом 11 увеличивается. Это улучшает уплотнение еще в большей степени.
Альтернативно или дополнительно к ограничению движения, которое возникает благодаря детали 24, перемещение штока 15 может ограничиваться и другими способами. Все эти способы обеспечивают то, чтобы затвор 14 мог деформироваться и после прилегания к седлу 11, и в то же время было исключено перенапряжение затвора 14. В частности, можно надежно предотвратить такую ситуацию, когда затвор 14 вдвигается в канал 12 так далеко, что он уже не может быть выведен из него под действием силы пружины 20.
Альтернативно или дополнительно к детали 24 для ограничения движения штока 15 можно использовать и другие варианты. На чертеже эти варианты показаны штрихпунктирной или штриховой линией.
Первый вариант состоит в том, что в верхней части 6 предусматривают выступающий внутрь ограничитель 27. Этот ограничитель вдается в кольцевое пространство 28, через которое проходит шток 15. На штоке 15 помещают направленный наружу ограничитель 29 в виде радиального выступа, который после преодоления расстояния d начинает прилегать к ограничителю 27 и предотвращает дальнейшее движение затвора 14 в канал 12.
В канале 12 также можно предусмотреть ограничитель 30. На этот ограничитель наталкивается кончик штока 15, после того как шток 15 проходит расстояние d после прилегания затвора 14 к седлу 11.
Наконец, в канал 12 можно также поместить перфорированную пластину 31, которая показана штрихпунктирной линией. К этой пластине может прилегать затвор 14, после того как он в достаточной степени деформируется в краевой зоне.
Такой клапан для радиатора отопления, в частности, надежно закрывается в том случае, если в качестве исполнительного органа используется газонаполненный термостатический элемент.
1. Радиаторный клапан с впускным и выпускным отверстиями, а также с расположенным между этими отверстиями клапанным устройством, имеющим седло на выходе канала седла клапана и размещенный на приводном механизме затвор, который может перемещаться в направлении закрытия к седлу и в направлении открытия от седла, отличающийся тем, что после прилегания затвора (14) к седлу (11) приводной механизм (15) имеет возможность перемещаться дальше в направлении закрытия за счет деформации обратной стороны (26) затвора (14) в противоположном по отношению к седлу (11) направлении.
2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что в нем предусмотрено устройство ограничения движения (24, 27, 29, 30 31), предотвращающее движение приводного механизма (15) в направлении закрытия, после определенного хода (d) приводного механизма (15).
3. Клапан по п.2, отличающийся тем, что устройство ограничения движения (24, 27, 29, 30, 31) имеет укрепленную на приводном механизме (15) деталь (24), которая после прохождения расстояния (d) прилегает к затвору (14).
4. Клапан по п.3, отличающийся тем, что в средней части затвор (14) прилегает к детали (24), а в периферийной части в направлении закрытия, он расположен на определенном расстоянии от детали (24).
5. Клапан по п.4, отличающийся тем, что седло (11) клапана выполнено в нижней части (7), в которой имеется канал (12), причем диаметр средней части составляет 0,8-1,3 диаметра канала.
6. Клапан по п.4, отличающийся тем, что затвор (14) в средней части имеет выступ (23), прилегающий к детали (24).
7. Клапан по любому из пп.3-6, отличающийся тем, что деталь (24), в месте крепления этой детали к приводному механизму (15), имеет увеличенную толщину.
8. Клапан по любому из пп.3-6, отличающийся тем, что деталь (24) выполнена заодно с приводным механизмом (15).
9. Клапан по п.2, отличающийся тем, что устройство для ограничения движения (24, 27, 29, 30, 31) включает в себя ограничитель (27, 29, 30), в который после прохождения расстояния (d) упирается приводной механизм (15).
10. Клапан по п.9, отличающийся тем, что ограничитель (30) расположен в канале (12) седла клапана, причем приводной механизм, после прохождения расстояния (d),упирается в ограничитель (30).
11. Клапан по п.2, отличающийся тем, что устройство для ограничения движения имеет помещенный в канал (12) ограничитель (31), в который после прохождения расстояния (d) упирается затвор (14).
12. Клапан по любому из пп.1-6 или 9-11, отличающийся тем, что приводной механизм (15) на том конце (16), который проходит через затвор (14), имеет изменение формы, удерживающее затвор (14).
13. Клапан по п.12, отличающийся тем, что приводной механизм (15) на том конце (16), который проходит через затвор (14), имеет углубление (17), охваченное кольцевой стенкой (18), причем стенка (18) расплющена в радиальном направлении наружу.
14. Клапан по любому из пп.1-6, или 9-11, или 13, отличающийся тем, что седло (11) клапана выполнено на выпуклой или конической поверхности (13).
