ВСТАВНОЙ КЛАПАН ДЛЯ РАДИАТОРА
INSERT VALVE FOR RADIATOR

Изобретение относится к вставному клапану для радиатора (в частности, секционного радиатора), содержащему седельный узел, затвор, взаимодействующий с седельным узлом, средство предварительной регулировки и корпус, причем в корпусе предусмотрены первое боковое отверстие, сообщающееся с той стороной седельного узла, которая обращена в противоположную от затвора сторону, и второе торцевое отверстие, сообщающееся через кольцевое пространство, частично охватывающее седло клапана, с той стороной седельного узла, которая обращена к затвору.
Вставной клапан указанного типа известен, например, из патента DE 10349925.
Если такой клапан установлен в секционном радиаторе, то в качестве стояка обычно используется первая секция радиатора. Поэтому во вставном клапане сбоку имеется первое отверстие, через которое к седлу клапана поступает проходящая через стояк сетевая вода, при этом затвор обтекается через седло. Вода, расход которой регулируется посредством затвора, далее проходит через второе отверстие в остальную часть радиатора.
В таком вставном клапане зачастую предусмотрено средство предварительной регулировки, позволяющее ограничивать расход сетевой жидкости до определенного значения. Согласно патенту DE 10349925 это средство образовано вставкой, которая расположена в корпусе с возможностью вращения и имеет боковое впускное отверстие, которое можно в большей или меньшей мере совмещать с входным отверстием корпуса. Однако, к сожалению, в соответствии с данным техническим решением пользователю необходимо осуществлять регулировочные манипуляции с той стороны вставного клапана, которая при установленном клапане находится внутри радиатора.
Из патента ЕР 1180624 известен регулирующий клапан, обладающий возможностью предварительной настройки. Этот регулирующий клапан содержит корпус и затвор с седельным узлом. В корпусе клапана предусмотрен регулирующий элемент, установленный с возможностью смещения и имеющий цилиндрическую форму. В данном регулирующем элементе выполнены диаметрально противоположные друг другу выпускные щели, которые путем поворота элемента можно совмещать с выходными отверстиями. Указанные выходные отверстия сформированы в боковой стенке, которая ограничивает собой кольцевое пространство, сообщающееся с выпускным отверстием клапана. Если выпускные щели регулирующего элемента совместить, в порядке предварительной настройки, с выходными отверстиями, то клапан будет обеспечивать максимально возможный расход теплоносителя. Однако в данном случае происходит именно совмещение выпускных щелей с выходными отверстиями, тогда как перекрытия регулирующим элементом указанного кольцевого пространства не осуществляется.
В документе DE 2305027 раскрыт регулирующий клапан, предназначенный для использования в подводящих трубопроводах систем водяного отопления. Этот клапан имеет затвор, взаимодействующий с седлом. При этом затвор окружен средством предварительной регулировки, снабженным выступающей частью в виде фрагмента цилиндра. При изменении положения средства предварительной регулировки его выступающая часть в большей или меньшей части перекрывает выходное отверстие клапана, задавая тем самым предварительную настойку максимального расхода.
Из патента DE 1073264 известен регулирующий клапан, в котором поперечное сечение выходного отверстия можно регулировать при помощи средства предварительной регулировки, снабженного элементом в виде полуцилиндра.
В патенте DE 4107969 раскрыт термостатический клапан, который содержит затвор, взаимодействующий с седлом клапана и установленный с возможностью направленного перемещения внутри пластмассовой муфты. В боковой поверхности муфты предусмотрено отверстие, с которым сообщается выпускное отверстие клапана, выполненное в его корпусе. Внутри муфты установлено средство предварительной регулировки, имеющее удлинение в виде втулки, в котором образованы ограничительные отверстия. При изменении положения муфты, осуществляемом в порядке предварительной настройки, меняется степень совмещения отверстий и отверстия, и тем самым задается соответствующая величина максимального расхода.
В патенте DE 829845 описан запорный регулирующий клапан, приводимый в действие вручную. Клапан оснащен предварительно устанавливаемым дросселем, имеющим выступающую часть, в которой выполнено выходное отверстие. Изменяя степень совмещения выходного отверстия с выходным каналом клапана, можно регулировать максимальный расход клапана. Указанная регулировка обеспечивается благодаря тому, что дроссель выполнен с возможностью смещения в аксиальном направлении. При смещении дросселя в аксиальном направлении его выступающая часть частично заходит в кольцевое пространство, охватывающее седло клапана, при этом выходной канал клапана перекрывается частично или полностью.
В патенте DE 4325737 раскрыт клапан, предназначенный для компактного радиатора. Этот клапан содержит средство предварительной регулировки, снабженное регулирующим элементом, обеспечивающим возможность ограничения расхода. Для этой цели в регулирующем элементе предусмотрены ограничительные отверстия, которые имеют разные размеры и которые можно совмещать с водопропускным отверстием. Величина предварительно заданного максимального расхода определяется размером соответствующего отверстия, переведенного в совмещение с водопропускным отверстием.
Принимая во внимание недостатки известных решений данной области техники, задачу настоящего изобретения можно сформулировать как обеспечение возможности предварительной регулировки клапана в его установленном положении.
В отношении вставного клапана указанного типа эта задача решена за счет того, что средство предварительной регулировки оснащено регулирующим элементом, имеющим радиальную протяженность, примерно соответствующую радиальной протяженности кольцевого пространства, и выполненным с возможностью смещения в корпусе с обеспечением регулируемого перекрывания кольцевого пространства.
Благодаря такому исполнению предварительную регулировку можно осуществлять с другой стороны, т.е. с выпускной стороны седельного узла. Поскольку регулирующий элемент установлен с той стороны вставного клапана, с которой тот в смонтированном состоянии выдается из радиатора, доступ к регулирующему элементу возможен даже при установленном клапане. Поэтому предварительную настройку можно осуществлять аналогично тому, как это происходит в других радиаторных клапанах, выполненных не как вставной клапан. Регулирующий элемент позволяет осуществлять хорошую регулировку.
Регулирующий элемент предпочтительно выполнять в виде изогнутого щитка. При этом щиток не должен быть изгибаемым. Данная формулировка всего лишь подчеркивает, что щиток на виде сверху имеет дугообразную форму. Благодаря этому простым образом обеспечивается возможность вращения регулирующего элемента в корпусе. Изогнутый щиток можно перемещать, например, параллельно внутренней стенке корпуса, поэтому щиток всегда находится на одинаковом расстоянии от корпуса независимо от угла поворота, на который повернут регулирующий элемент относительно корпуса.
В предпочтительном случае форма щитка соответствует форме кольцевого пространства. Кольцевое пространство по меньшей мере частично имеет круглую форму, поэтому щиток может быть изогнут соответствующим образом.
В предпочтительном случае длина регулирующего элемента по окружности меньше соответствующей длины кольцевого пространства. Благодаря этому всегда обеспечивается возможность прохождения потока через клапан, т.е. независимо от положения регулирующего элемента. Это позволяет исключить вероятность опасных ситуаций и неправильной работы клапана, например, если пользователь по незнанию или небрежности произвел ошибочную установку.
Регулирующий элемент предпочтительно простирается на угловое расстояние в 180°. В этом случае благодаря тому, что щиток проходит половину длины окружности, осуществлять регулировку сравнительно просто. Если известно положение щитка, например, по видимой снаружи метке, то можно определить, в какой степени происходит перекрывание.
Предпочтительно регулирующий элемент выполнен на расположенном в корпусе удерживающем звене, охватывающем шток клапана, на котором размещен затвор. Для приведения регулирующего элемента в определенное положение настройки необходимо лишь повернуть удерживающее звено в корпусе.
В предпочтительном случае удерживающее звено выполнено с возможностью регулирования снаружи. В этом случае не требуется демонтировать клапан для изменения предварительной установки. Если регулирующий элемент закреплен на удерживающем звене, то в движение можно приводить это звено, например, воздействием снаружи. Для этого удерживающее звено может иметь средство для приложения вращающего момента, с которым сцепляется другой доступный снаружи элемент. Таким образом, если удерживающее звено можно приводить в движение опосредованно, нет необходимости в прямом доступе к этому звену.
Предпочтительно седельный узел включает в себя несколько седел. Благодаря этому можно увеличить расход жидкости через клапан.
При этом предпочтительно, чтобы седла клапана были расположены по окружности. Это облегчает процесс изготовления клапана. Одновременно обеспечивается равномерное вытекание проходящей через клапан воды.
Согласно альтернативному варианту изобретения, седельный узел включает в себя центральное седло клапана и по меньшей мере одно седло, расположенное, если смотреть в радиальном направлении, дальше наружу. Седло, расположенное в радиальном направлении дальше наружу, соответствует "обычному" седлу клапана. Внутреннее седло клапана представляет собой своего рода "сопло". Такое техническое решение придает клапану своего рода двухседельную конструкцию, позволяющую увеличить его пропускную способность. Однако в этом случае предварительная установка влияет только на ту часть воды, которая протекает через клапан. Тем не менее это вполне приемлемо.
Далее изобретение описано на примере его предпочтительных вариантов, раскрытых со ссылкой на приложенные чертежи.
Фиг.1 изображает первый вариант вставного клапана.
Фиг.2 изображает второй вариант вставного клапана.
Фиг.3 изображает третий вариант вставного клапана.
На фиг.1 показан первый вариант вставного клапана, причем фиг.1а изображает сечение клапана по показанной на фиг.1b линии В-В, а фиг.1b изображает сечение клапана по показанной на фиг.1а линии А-А.
Вставной клапан 1 имеет корпус, образованный верхней частью 2 и нижней частью 3. В нижней части 3 предусмотрено первое боковое отверстие 4, через которое, обычно в направлении стрелки 5, может входить сетевая жидкость. Поэтому далее первое отверстие 4 для простоты называется также "входным отверстием". Как правило, вставной клапан 1 устанавливают в горизонтальном положении, вследствие чего стрелка 5 направлена вертикально вверх. В этом случае вода, поступающая из стояка или первой секции радиатора, проходит в клапан 1 соответственным образом.
Напротив входного отверстия 4 предусмотрена наклонная поверхность 6, отклоняющая поступающую воду к седлу 7 клапана, по существу под прямым углом.
С седлом 7 взаимодействует затвор 8, закрепленный на штоке 9. Шток 9 отжимается от седла 7 клапана пружиной 10, хорошо известной из уровня техники. Затвор 8 перемещается в направлении седла 7 только тогда, когда на шток 9 действует внешнее усилие, передаваемое, например, через приводной стержень 11, пропущенный через уплотнение 12. Обычно на приводной стержень 11 воздействует исполнительный элемент терморегулирующей насадки (подробно не показана). Принцип действия исполнительного элемента может быть самым разным, например можно использовать термочувствительный элемент, имеющий твердый наполнитель, применять электрический способ или использовать температуру помещения и/или температуру воды.
Шток 9 клапана фиксируется удерживающим звеном 13. Удерживающее звено 13 охватывает шток 9 и к тому же образует опору для пружины 10. Звено 13 установлено в указанном корпусе, состоящем из верхней части 2 и нижней части 3, с возможностью вращения, однако в аксиальном направлении оно смещаться не может.
Седло 7 размещено на опоре 14, которая соединена с нижней частью 3 корпуса только в зоне входного отверстия 4, а в остальном ограничивает с нижней частью 3 корпуса кольцевое пространство 15, через которое выходит сетевая вода, протекающая через зазор между затвором 8 и седлом 7. Затем вода, вытекающая через кольцевое пространство 15, поступает во второе торцевое отверстие 16, которое далее для простоты называется также "выходным отверстием", а из этого отверстия выходит в радиатор.
Нижнюю часть 3 можно изготавливать из пластмассы, например, путем литья (в частности, литья под давлением). Возможно использование и других материалов, например металлов (в частности латуни). Соединение между верхней частью 2 и нижней частью 3 можно осуществлять при помощи двух сопряженных резьб. Возможно также соединение защелкиванием, клеевое или сварное соединение, напрессовка и т.п. Если нижняя часть 3 выполнена из пластмассы, а верхняя часть 2 из металла, то на верхней части 2 можно закрепить небольшое пластмассовое кольцо, а затем соединить с этим кольцом нижнюю часть 3 при помощи ультразвуковой сварки.
На удерживающем звене 13, точнее на его конце, обращенном к опоре 14 седла клапана, предусмотрен регулирующий элемент 17, выполненный в виде дугообразного щитка и проходящий по дуге окружности примерно на 180°. Радиальная протяженность или толщина регулирующего элемента 17 примерно соответствует радиальной протяженности или глубине кольцевого пространства 15. Это значит, что в зависимости от углового положения звена 13 регулирующий элемент 17 перекрывает кольцевое пространство 15 в большей или меньшей степени. Наименьшее перекрывание получается тогда, когда регулирующий элемент 17 максимально возможно перекрывает участок крепления опоры 14 к нижней части 3 корпуса. Наибольшее запирающее действие возникает тогда, когда регулирующий элемент 17 полностью проходит по кольцевому пространству 15, так что свободной оказывается лишь остальная часть кольцевого пространства, превышающая 180°.
Удерживающее звено 13 оснащено средством 18 для приложения вращающего момента, с которым сцепляется поворотный элемент 19, выступающий из верхней части 2 корпуса. Пользователь может с конца 20 захватить и вращать поворотный элемент 19 либо непосредственно, либо при помощи регулировочной ручки 21, вследствие чего удерживающее звено 13 также будет вращаться в корпусе 2, 3, а вместе с ним и регулирующий элемент 17. Таким образом можно изменять предварительную установку.
В радиальном направлении регулирующий элемент 17 должен перекрывать кольцевое пространство 15 также неполностью. Назначение регулирующего элемента 17 состоит в таком обеспечении для сетевой жидкости дроссельного сопротивления, при котором поток жидкости через клапан 1 можно дросселировать посредством предварительной настройки.
Форма регулирующего элемента 17 показана на фиг.2с. Несмотря на то, что фиг.2с относится к модифицированному варианту вставного клапана 1, регулирующий элемент 17 и кольцевое пространство 15 имеют в данном случае такую же форму, что и в варианте, показанном на фиг.1.
На фиг.2 изображен модифицированный вариант клапана 1, который отличается от показанного на фиг.1 клапана 1 тем, что в нем предусмотрено несколько седел 7a-7f, которые перекрываются или открываются посредством одного затвора 8. Седла 7a-7f размещены на опоре 14, которая, за исключением количества седел, в остальном соответствует опоре седла клапана, изображенного на фиг.1.
На фиг.3 показан третий вариант клапана. Его отличие от варианта, показанного на фиг.1, состоит в том, что в нем кроме седла 7, через которое жидкость может вытекать радиально наружу в кольцевое пространство 15, предусмотрено глубже внутрь, если смотреть в радиальном направлении, дополнительное седло 7g, охватывающее выходное сопло 22, через которое также может вытекать сетевая вода. Седло клапана 7g тоже взаимодействует с затвором 8.
Несмотря на то, что регулирующий элемент 17 оказывает дросселирующее воздействие только на ту часть сетевой жидкости, которая вытекает через кольцевое пространство 15, то есть радиально наружу, для осуществления предварительной регулировки этого, как правило, оказывается достаточно.