Радиаторный клапан
Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования в теплообменниках, в частности для радиаторов. Радиаторный клапан (1) содержит корпус (2), имеющий впускное отверстие (3) и выпускное отверстие (4), седло (5), расположенное между указанными впускным отверстием (3) и выпускным отверстием (4), затвор (6), выполненный с возможностью перемещения относительно указанного седла (5) в пределах рабочего диапазона между открытым положением и закрытым положением, в котором затвор (6) опирается на седло (5). В радиаторном клапане предусмотрены позиционирующие средства, посредством которых затвор (6) может быть отведен от седла (5) за пределы указанного рабочего диапазона. Изобретение направлено на обеспечение для возможности функционирования клапана с теплоносителем, содержащим загрязнения. 12. з.п. ф-лы, 4 ил.
Данное изобретение относится к радиаторному клапану, содержащему корпус с впускным и выпускным отверстием, седло, расположенное между указанными выпускным и выпускным отверстиями, затвор, выполненный с возможностью перемещения относительно указанного седла в рабочем диапазоне между открытым положением и закрытым положением, в котором затвор опирается на указанное седло.
Подобный радиаторный клапан известен, например, из патента ЕР 1154176. Затвор в нем подпружинен открывающей пружиной в направлении удаления от седла клапана. В противоположном направлении затвор можно смещать посредством толкателя и штока, причем толкатель приводится в действие приводом. Рабочий диапазон затвора можно регулировать с помощью элемента предварительной настройки, который может перемещаться в направлении седла клапана, так что затвор будет удерживаться прижатым к седлу, полностью закрывая радиаторный клапан. Когда элемент предварительной настройки перемещается в другом направлении, он ограничивает ход открытия затвора, т.е. определяет рабочий диапазон.
Во время нормальной работы рабочий диапазон такого клапана, а также множества других радиаторных клапанов, составляет около 2 мм, т.е. затвор может перемещаться на максимальное расстояние 2 мм от седла клапана. Затвор может быть перемещен в любое положение в пределах данного рабочего диапазона. В большинстве случаев этот диапазон является достаточным для регулирования потока нагревающей воды, проходящей через радиатор.
Однако если радиатор является частью весьма старой отопительной системы, то возможно, что протекающая через него нагревающая вода (или другой теплоноситель) содержит загрязнения. То же самое является справедливым, если радиаторный клапан используется в сельской местности, где нагревающая вода сама по себе содержит загрязнения или даже твердые частицы. В подобных ситуациях работа радиаторного клапана может быть нарушена из-за влияния указанных загрязнений.
В этой связи задача данного изобретения заключается в обеспечении для клапана возможности функционирования с теплоносителем, содержащим загрязнения.
Поставленная задача решена путем создания описанного ниже радиаторного клапана, содержащего позиционирующие средства, посредством которых затвор может быть отведен от седла за пределы указанного рабочего диапазона.
Позиционирующие средства обеспечивают возможность смещения затвора от седла клапана на более далекое расстояние, вследствие чего зазор между седлом клапана и затвором превысит зазор, соответствующий нормальной работе, при котором затвор может перемещаться только в пределах вышеупомянутого рабочего диапазона. Если зазор между седлом клапана и затвором будет увеличен, клапан можно будет промыть и очистить от загрязнений, которые удаляются вместе с теплоносителем. Позиционирующие средства обеспечивают возможность увеличения степени открытия клапана, т.е. расстояние между его затвором и седлом, приблизительно на 50%. В предпочтительном варианте выполнения максимальная степень открытия удваивается. Если максимальная степень открытия в рабочем диапазоне равна приблизительно 2 мм, то позиционирующие средства способны увеличить эту степень открытия до 3 или 4 мм или даже более того.
Согласно предпочтительному варианту изобретения, указанные позиционирующие средства выполнены перемещаемыми вместе с указанным затвором. Такое конструктивное решение обеспечивает более надежное регулирование перемещения затвора. Затвор смещается вместе с позиционирующими средствами. Возможность промывания клапана обеспечивается даже в том случае, когда загрязнения заблокировали затвор в седле клапана.
В предпочтительном случае в клапане предусмотрены стопорные средства, ограничивающие перемещение указанных позиционирующих средств в направлении удаления от указанного седла. Данные спорные средства представляют собой защитный компонент, препятствующий чрезмерному выходу позиционирующих средств из корпуса. Между тем, позиционирующие средства всегда располагаются таким образом, что теплоноситель не может просачиваться из корпуса.
Согласно предпочтительному варианту изобретения, в клапане предусмотрены ограничительные средства, ограничивающие перемещение указанных позиционирующих средств в направлении седла. Присутствие данных ограничительных средств весьма целесообразно, поскольку они определяют рабочий диапазон затвора. Данные ограничительные средства определяют положение затвора относительно седла клапана в одном из конечных положений рабочего диапазона.
В предпочтительном случае в клапане предусмотрена открывающая пружина, нагружающая затвор в направлении удаления от седла, причем данная пружина действует даже за пределами указанного рабочего диапазона. Подобная открывающая пружина известна из радиаторного клапана, описанного в патенте EP 1154176. Однако открывающая пружина, используемая в настоящем изобретении, способна не только перемещать затвор от седла клапана в пределах рабочего диапазона, но и выводить затвор за пределы рабочего диапазона, когда для увеличения степени открытия между затвором и седлом используются позиционирующие средства.
Согласно предпочтительному варианту изобретения, позиционирующие средства включают в себя насадку, расположенную в указанном корпусе. Подобная насадка используется во многих радиаторных клапанах. Однако в соответствии с настоящим изобретением эта насадка имеет дополнительную функцию, которая заключается в том, что она обеспечивает возможность перемещения затвора на более далекое расстояние от седла клапана.
В предпочтительном случае указанная насадка содержит первую резьбу, а корпус содержит вторую резьбу, причем первая резьба входит в зацепление со второй резьбой. В этом случае перемещать насадку от седла клапана можно просто путем ее вращения относительно корпуса. Соответственно, перемещать насадку в другом направлении можно путем ее вращения в другом направлении.
Согласно предпочтительному варианту изобретения, указанная насадка имеет внешнюю сторону, которой придан профиль, передающий крутящий момент. В этом случае для вращения насадки клапана относительно корпуса клапана можно использовать соответствующий инструмент, входящий в соединение с указанным профилем, передающим крутящий момент.
В предпочтительном случае между насадкой и корпусом предусмотрены уплотнительные средства, обеспечивающие уплотнение во время перемещения насадки относительно корпуса. Данные уплотнительные средства являются не только неподвижными уплотнительными средства, обеспечивающими уплотнение между двумя неподвижными частями, но и способны обеспечивать уплотнение во время перемещения. В этом случае весь теплоноситель может удерживаться в пределах корпуса клапана даже при промывке клапана.
Согласно предпочтительному варианту изобретения, уплотнительные средства расположены в канавке, выполненной в одном компоненте из указанных насадки и корпуса, при этом уплотнительные средства упираются в гладкую поверхность, предусмотренную у другого из указанных компонентов насадки и корпуса. Данная канавка фиксирует положение указанных уплотнительных средств, выполненных, например, в виде кольца круглого сечения. Уплотнительные средства могут совершать движение скольжения по гладкой поверхности, не претерпевая повреждения. Контакт между уплотнительными средствами и указанной гладкой поверхностью является достаточным для обеспечения эффективного уплотнения.
В предпочтительном случае корпус содержит внутреннюю цилиндрическую выступающую часть, которая проходит внутрь насадки и образует указанную гладкую поверхность. Данная выступающая часть имеет некоторую длину, определяющую длину герметизации, т.е. длину, вдоль которой могут перемещаться уплотнительные средства с поддержанием определенной герметизации. Данные уплотнительные средства обеспечивают герметизацию в обоих конечных положениях насадки клапана, а также во время перемещения.
Согласно предпочтительному варианту изобретения, указанная выступающая часть имеет внутреннюю полость, причем в этой полости расположена указанная открывающая пружина. Таким образом, данная выступающая часть обеспечивает дополнительную функцию, заключающуюся в направлении открывающей пружины.
В предпочтительном случае в насадке закреплен сальник, удерживающий подвижный стопор на заданном расстоянии от концевого стопора, причем подвижный стопор выполнен с возможностью перемещения до упора в указанный концевой стопор после извлечения указанного сальника, при этом подвижный стопор ограничивает перемещение указанного затвора. Если сальник установлен, подвижный стопор ограничивает рабочий диапазон. Если сальник извлечен из насадки, ничто не удерживает подвижный стопор в предыдущем положении. В этом случае подвижный стопор может перемещаться далее в направлении удаления от седла клапана, увеличивая тем самым зазор между затвором и седлом клапана и обеспечивая возможность промывки клапана.
Ниже изобретение описано более подробное на примере предпочтительных вариантов его выполнения, раскрытых со ссылкой на чертежи, на которых:
фиг.1 схематично изображает радиаторный клапан;
фиг.2 схематично изображает встраиваемый клапан, показывая позиционирующие средства в двух различных положениях;
фиг.3 схематично изображает другой вариант встраиваемого клапана, показывая позиционирующие средства в двух различных положениях;
и фиг.4 схематично изображает четвертый вариант радиаторного клапана.
Фиг.1 показывает радиаторный клапан 1, содержащий корпус 2, имеющий впускное отверстие 3 и выпускное отверстие 4. Между впускным отверстием 3 и выпускным отверстием 4 расположено седло 5 клапана. Также в клапане предусмотрен затвор 6, выполненный с возможностью перемещения относительно седла 5. На фиг.1 затвор показан опирающимся на седло 5. Это положение является одним из конечных положений рабочего диапазона. Затвор 6 может перемещаться в направлении удаления от седла 5. С этой целью затвор 6 прикреплен к штоку 7, подпружиненному открывающей пружиной 8 в направлении удаления от седла клапана. Затвор может удаляться от седла 5 до тех пор, пока противоположный конец штока 7 не войдет в соприкосновение с сальником 9. При достижении штоком 7 этого верхнего положения клапан будет полностью открыт, т.е. степень открытия между седлом 5 и затвором 7 достигнет своего максимума. Это положение является другим конечным положением рабочего диапазона. Длина рабочего диапазона на фиг.1 обозначена символом «А». Она может составлять около 2 мм, т.е. рабочий диапазон составляет 2 мм, и затвор может перемещаться в пределах этого рабочего диапазона. Во время нормальной работы клапана такая протяженность перемещения является достаточной.
Однако если радиаторный клапан установлен в отопительной системе, в которой используется теплоноситель, содержащий загрязнения, то существует опасность засорения клапана 1 или нарушения его работы в силу иной подобной причины. В этом случае клапан больше не будет функционировать надлежащим образом. Поскольку во многих случаях клапан 1 приводится в действие термостатическим приводом, действующим на шток 7 посредством толкателя 10, надлежащая работа клапана 1 больше не может быть гарантирована. В этом случае необходимо извлечь клапан 1 из радиатора и отремонтировать его или заменить на другой.
Для решения данной проблемы клапан 1, показанный на фиг.1, наделен «функцией промывки». С этой целью клапан 1 снабжен насадкой 11. Насадка 11 имеет наружную или первую резьбу 12, входящую в зацепление с внутренней или второй резьбой 13, выполненной в корпусе 2. Насадке 11 придан профиль 14, например, в виде осевых ребер и углублений так, что для вращения насадки 11 относительно корпуса 2 можно использовать соответствующий инструмент.
Корпус 2 имеет стопорные средства 15, ограничивающие перемещение насадки 11 в направлении удаления от седла 5. В качестве стопорных средств 15 можно использовать упорный стопор. При вхождении первой резьбы 12 в соприкосновение с этими стопорными средствами 15 дальнейшее выдвижение насадки 11 из корпуса 2 становится невозможным.
Для противоположного направления предусмотрены ограничительные средства 16, ограничивающие перемещение насадки 11 в направлении седла 5 клапана. При вхождении насадки 11 в соприкосновение с этими ограничительными средствами 16 дальнейшее перемещение насадки 11 в направлении седла 5 становится невозможным.
Символом В обозначено расстояние, на которое насадка 11 может быть выдвинута из корпуса 2. Расстояние В составляет по меньшей мере 50% от расстояния А. В данном случае оно почти равно расстоянию А, так что при перемещении насадки 11 из корпуса 2 на расстояние В максимальный зазор между седлом 5 и затвором 6 может быть увеличен в два раза. Такое увеличение зазора допускает прохождение теплоносителя между седлом 5 и затвором 6 с удалением грязи и примесей из седла 5 и затвора 6. Корпус 2 содержит выступающую часть 17, выполненную в виде полого цилиндра. Выступающая часть 17 имеет периферическую поверхность, которая является гладкой, т.е. образует гладкую поверхность.
На своем конце, расположенном вблизи седла 5 клапана, насадка 11 имеет полость 18, которая окружает собой часть штока 7 и открывающую пружину 8. При этом открывающая пружина 8 расположена также внутри выступающей части 17.
Во внутренней периферической стенке полости 18 выполнена канавка 19, в которой расположено уплотнительное средство в виде кольца 20 круглого сечения. Это кольцо 20 представляет собой уплотнение, упирающееся во внешнюю периферическую поверхность выступающей части 17, образующую указанную гладкую поверхность.
Герметичность между кольцом 20 и выступающей частью 17 сохраняется даже в случае перемещения насадки 11 относительно корпуса 2 на расстояние С.Расстояние С превышает расстояние В, вследствие чего вероятность протечки отсутствует. Если насадку 11 (которая образует позиционирующие средства) вывинчивают из корпуса 2, открывающая пружина 8 смещает затвор 6 от седла 5 не только в пределах рабочего диапазона, но и на большее расстояние от седла 5 так, что степень открытия между седлом 5 и затвором 6 может достигнуть своего максимума.
В варианте изобретения, показанном на фиг.1, большая часть функциональных компонентов, за исключением седла 5, объединена в регулятор. Этот регулятор содержит вставку 25, которая завинчена в корпус 2 и образует функционально часть корпуса 2. Насадка 11 завинчена в указанную вставку 25. Стопорные средства 15 и выступающая часть 17 являются частью вставки 25 или по меньшей мере прикреплены к ней. Однако компоненты клапана 1 можно проверять и ремонтировать или при необходимости заменять, только если данный регулятор снят.
Фиг.2 изображает другой вариант изобретения. Показанный на фиг.2 клапан 1 является встраиваемым клапаном. Компоненты, совпадающие с соответствующими компонентами, показанными на фиг.1, или выполняющие ту же функцию, обозначены теми же номерами позиций.
В нижней половине фиг.2 клапан 1 показан в полностью закрытом состоянии, а в верхней половине - в полностью открытом состоянии, т.е. в «состоянии промывки».
В варианте изобретения, показанном на фиг.2, открывающая пружина 8 упирается в держатель 21, закрепленный в насадке 11. Такое конструктивное решение обеспечивает тот эффект, что затвор 6 при перемещении насадки 11 перемещается вместе с ней. Насадка 11 имеет первую резьбу 12, завинчиваемую во вторую резьбу 13, выполненную в корпусе 2. Стопорные средства 15 представлены упругим кольцом, упирающимся во внутренний конец второй резьбы 13, предусмотренной в корпусе 2. Ограничительные средства 16 образованы периферическим ребром 16, упирающимся в стопор 22, когда насадка 11 завинчена в корпус 2.
В верхней половине фиг.2 показан максимальный зазор D, приблизительно соответствующий удвоенному нормальному рабочему диапазону, который может быть достигнут в ходе перемещения затвора 6 в режиме нормальной работы.
Фиг.3 изображает третий вариант варианта клапана 1, который также является встраиваемым клапаном. Одинаковые компоненты обозначены одинаковыми номерами позиций. В нижней половине фиг.3 клапан 1 показан в режиме нормальной работы, а в верхней половине фиг.3 в режиме промывки.
Стопорные средства 15 выполнены в виде внутреннего уступа в корпусе 2. Ограничительные средства 16 представлены упругим кольцом, расположенным в корпусе 2. Остальные компоненты клапана 1, показанного на фиг.3, соответствуют компонентам, показанным на фиг.2.
На фиг.4 показан четвертый вариант клапана 1. Компоненты, совпадающие с соответствующими компонентами, показанными на фиг.1-3, или выполняющие ту же функцию, обозначены теми же номерами позиций.
В клапане предусмотрен подвижный элемент 26, установленный с возможностью движения скольжением в канале 27 насадки 11. Данный подвижный элемент 26 уплотнен относительно стенки указанного канала посредством кольца 28 круглого поперечного сечения. Подвижный элемент 28 образует стопор 29 для перемещения штока 7 клапана, т.е. в положении, показанном на фиг.4, подвижный элемент 26 ограничивает рабочий диапазон затвора 6.
Сальник 9 содержит выступ 30, который может иметь кольцеобразную форму или быть выполненным в виде нескольких пальцев. Этот выступ проходит в канал 27, удерживая тем самым подвижный элемент 26 на заданном расстоянии от концевой части 31 канала 27.
При извлечении сальника 9 из насадки 11 также извлекается выступ 30. В этом случае подвижный элемент 26 может перемещаться до тех пор, пока он не упрется в концевую часть 31 канала 27. Это перемещение создается усилием пружины 8. Поскольку стопор 29 перемещается вместе с подвижным элементом 26, расстояние между затвором 6 и седлом 5 может быть увеличено с превышением максимального расстояния при нормальной работе. Другими словами, при извлечении сальника 9 из насадки 11 обеспечивается функция промывки. Длина выступа 30 в направлении, параллельном штоку 7 клапана, определяет дополнительную длину, на которую может быть увеличено расстояние между затвором 6 и седлом 5.
1. Радиаторный клапан (1), содержащий
корпус (2), имеющий впускное отверстие (3) и выпускное отверстие (4),
седло (5), расположенное между указанными впускным отверстием (3) и выпускным отверстием (4),
затвор (6), выполненный с возможностью перемещения относительно указанного седла (5) в пределах рабочего диапазона между открытым положением и закрытым положением, в котором затвор (6) опирается на седло (5),
отличающийся тем, что в нем предусмотрены позиционирующие средства, посредством которых указанный затвор (6) может быть отведен от седла (5) за пределы указанного рабочего диапазона.
2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что указанные позиционирующие средства выполнены перемещаемыми вместе с указанным затвором (6).
3. Клапан по п.2, отличающийся тем, что в нем предусмотрены стопорные средства (15), ограничивающие перемещение указанных позиционирующих средств в направлении удаления от указанного седла (5).
4. Клапан по п.3, отличающийся тем, что в нем предусмотрены ограничительные средства (16), ограничивающие перемещение указанных позиционирующих средств в направлении указанного седла (5).
5. Клапан по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что в нем предусмотрена открывающая пружина (8), нагружающая указанный затвор (6) в направлении удаления от указанного седла (5), причем данная пружина действует даже за пределами указанного рабочего диапазона.
6. Клапан по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что указанные позиционирующие средства включают в себя насадку (11), расположенную в корпусе (2).
7. Клапан по п.6, отличающийся тем, что указанная насадка (11) содержит первую резьбу (12), а корпус (2) содержит вторую резьбу (13), причем первая резьба (12) входит в зацепление со второй резьбой (13).
8. Клапан по п.7, отличающийся тем, что насадка (11) имеет внешнюю сторону, которой придан профиль (14), передающий крутящий момент.
9. Клапан по любому из пп.7 и 8, отличающийся тем, что между насадкой (11) и корпусом (2) предусмотрены уплотнительные средства (20), обеспечивающие уплотнение во время перемещения насадки (11) относительно корпуса (2).
10. Клапан по п.9, отличающийся тем, что уплотнительные средства (20) расположены в канавке (19), выполненной в одном компоненте из указанных насадки (11) и корпуса (2), при этом уплотнительные средства (20) упираются в гладкую поверхность, предусмотренную у другого из указанных компонентов -насадки (11) и корпуса (2).
11. Клапан по п.10, отличающийся тем, что корпус (2) содержит внутреннюю цилиндрическую выступающую часть (17), которая проходит внутрь насадки (11) и образует указанную гладкую поверхность.
12. Клапан по п.11, отличающийся тем, что выступающая часть (17) имеет внутреннюю полость, в которой расположена указанная открывающая пружина (8).
13. Клапан по п.6, отличающийся тем, что в указанной насадке (11) закреплен сальник (9), удерживающий подвижный стопор (29) на заданном расстоянии от концевого стопора (31), причем указанный подвижный стопор (29) выполнен с возможностью перемещения до упора в указанный концевой стопор (31) после извлечения указанного сальника (9), при этом подвижный стопор (29) ограничивает перемещение указанного затвора (6).
