ТЕРМОСТАТИЧЕСКИЙ ВЕНТИЛЬ

Полезная модель относится к регулирующей арматуре, в частности, к термостатическим вентилям, предназначенным для использования в отопительных приборах (радиаторах, конвекторах и т.п.).
Известные термостатические вентили включают в себя корпус, в котором установлен выступающий наружу шток, приводящий в действие закрывающий элемент клапана, и термостатическую часть, содержащую термостатический элемент (ТСЭ) и перемещаемый им толкатель, при этом головка толкателя взаимодействует со штоком. Шток совершает возвратно-поступательное движение под действием толкателя ТСЭ, перемещая клапан от открытого положения до закрытого.
Так, из документа DE 10119257 A1 известен термостатический вентиль, содержащий расположенный в нежидкостной полости подвижный шток, взаимодействующий с термостатической головкой и пропущенный через фитинг, и клапан, установленный с зазором по отношению к седлу. При этом нежидкостная полость герметизирована гибкой гофрированной мембраной.
Однако в таком вентиле подвижный шток перемещается вместе с мембраной, которая отходит от опоры, на которой она лежала в крайнем верхнем положении, и на отошедшую от опоры часть мембраны начинает действовать сила от давления жидкости. Поскольку давление жидкости может достигать 10 атм, то через подвижный шток на термостатическую головку начинает действовать значительное усилие, что в силу конструктивной особенности головки не позволяет ей надежно закрывать клапан.
Следует отметить, что для всех конструкций термостатических вентилей наиболее важным показателем является их герметичность, т.е. качество и надежность разделения жидкостной и нежидкостной полостей в довольно широком интервале температур: от +10°C до +100°C, а в некоторых случаях (в технологических помещениях, банях, мойках, покрасочных, отопление на севере и т.п.) и до 150°C.
Кроме того, важную роль в выполнении регулирующей функции играет величина перемещения клапана относительно седла при изменении температуры в помещении. Чем больше перемещение, тем более плавно протекает процесс регулирования, тем больше экономиться тепло, и тем выше удобство эксплуатации термоклапана. Величинаперемещения клапана зависит, главным образом, от используемого материала наполнения ТСЭ, а также от его размера и типа.
Наилучшие термостатические вентили обеспечивают величину перемещения клапана около 0,35 мм/°C при газо-жидкостном наполнителе и 0,2-0,28 мм/°C при жидкостном. Для увеличения перемещения клапана в ряде конструкций применяется так называемый усилитель хода, который передает осевое перемещение толкателя ТСЭ закрывающему элементу клапана.
Указанный усилитель хода используется в термостатическом вентиле по патенту RU 2391593 C1, являющемся наиболее близким к настоящей полезной модели. Известный вентиль содержит корпус с входным и выходным патрубками, между которыми расположено седло клапана, закрепленный на корпусе фитинг, на котором установлена термостатическая головка, подвижный шток, проходящий через фитинг и контактирующий с термостатической головкой, усилитель хода в виде двуплечего рычага, установленного на оси, расположенной в нежидкостной полости, герметизирующий элемент, через который пропущено большее плечо двуплечего рычага, и клапан, связанный с большим плечом двуплечего рычага, при этом большее плечо двуплечего рычага подпружинено в сторону отвода клапана от седла, а меньшее плечо контактирует с подвижным штоком.
Однако в этом вентиле для обеспечения необходимой подвижности рычага усилителя хода гофрированная мембрана изготавливается из полимерного материала, который при длительном воздействии температуры выше 95°C деформируется и может потерять прочность вплоть до разрушения, что приводит к потере герметичности клапана и протечке теплоносителя.
Таким образом, указанные известные термостатические вентили обладают теми или иными недостатками: термостатический вентиль по DE 10119257 A1 не обеспечивает надежное регулирование, а термостатический вентиль по RU 2391593 C1 не обладает достаточной термостойкостью герметизирующего элемента.
Задачей полезной модели является повышение надежности конструкции вентиля и обеспечение его долговременной работоспособности при высоких (более 150°C) температурах теплоносителя.
Указанная задача решается в термостатическом вентиле, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, между которыми расположено седло клапана, закрепленный на корпусе фитинг, на котором установлена термостатическая головка, подвижный шток, проходящий через фитинг и контактирующий с термостатической головкой, усилитель хода в виде двуплечего рычага, установленного на оси, расположенной в нежидкостной полости, герметизирующий элемент, через который пропущено большее плечо двуплечего рычага, и клапан, связанный с большим плечом двуплечего рычага, при этом большее плечо двуплечего рычага подпружинено в сторону отвода клапана от седла, а меньшее плечо контактирует с подвижным штоком. Согласно полезной модели герметизирующий элемент выполнен в виде сильфона.
Поскольку сильфон обладает незначительной жесткостью на изгиб, он при сходной податливости с мембраной может изготавливаться из более жестких материалов, в частности, обладающих высокой термостойкостью, например, из металла, металлического сплава, термостойкого полимера, в частности фторопласта, или из композиционного материала.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 показан термостатический вентиль, вид в разрезе;
на фиг.2 - то же, вид сверху со снятой термостатической головкой.
Термостатический вентиль содержит корпус 1, имеющий входной и выходной патрубки 2 и 3, между которыми расположено седло 4 клапана 5. На корпусе 1 винтами 6 закреплен фитинг 7, на котором установлена термостатическая головка 8 (показана пунктиром на фиг.1). Через фитинг 7 проходит подвижный шток 9, контактирующий с термостатической головкой 8. Термостатический вентиль содержит также усилитель хода в виде двуплечего рычага 10, установленного на оси 11, расположенной в нежидкостной полости вентиля. Ось 11 закреплена в обойме 12, которая герметично установлена в корпусе 1, например, с использованием уплотнительных колец 13. Большее плечо 14 рычага 10 пропущено через сильфон 15 и связано с клапаном 5. При этом сильфон 15 с одной стороны герметично соединен с обоймой 12, а другой - с большим плечом 14 рычага 10. Сильфон 15 выполнен из термостойкого материала, например, из металла, в частности из латуни, или из термостойкого полимера, в частности фторопласта, или из композиционного материала. Кроме того, рычаг 10 подпружинен, например, посредством винтовой пружины 16 сжатия в сторону отвода клапана 5 от седла 4, а меньшее плечо 17 рычага 10 контактирует с подвижным штоком 9.
Термостатический вентиль функционирует следующим образом.
При увеличении температуры термостатическая головка 8 воздействует на подвижный шток 9, перемещая его в вертикальном направлении. Шток 9, взаимодействуя с меньшим плечом 17 рычага 10, перемещает большее плечо 14 рычага 10, обеспечивая движение клапана 5 по направлению к седлу 4, тем самым уменьшая зазор между ними. Расход теплоносителя через термостатический вентиль, а, следовательно, и черезотопительный прибор, уменьшается, и температура в помещении возвращается к установленному значению.
При понижении температуры относительно заданной толкатель термоголовки 8 перестает воздействовать на подвижный шток 9 и система «клапан 5 - рычаг 10 - подвижный шток 9» под действием пружины 16 перемещается в сторону открытия клапана. При этом клапан 5 отдаляется от седла 4, увеличивая зазор между ними, расход теплоносителя увеличивается, и температура в помещении вновь восстанавливается в соответствии с заданным уровнем.