КЛАПАН РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЯ С ПРОМЫВАНИЕМ
DIFFERENTIAL PRESSURE CONTROL VALVE WITH BACK-WASH

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Данное изобретение относится к клапану, имеющему клапанную часть, содержащую:
- корпус клапана с проточным сообщением от впускного отверстия для текучей среды к выпускному отверстию для потока и седло клапана, расположенное внутри указанного проточного сообщения, конус клапана, выполненный с возможностью изменения положения для изменения отверстия клапана, определяемого как отверстие между седлом клапана и конусом клапана, диафрагму, выполненную с возможностью отклонения под действием перепада давления на указанной диафрагме, и средства, сообщающие давление на противоположные стороны диафрагмы;
- регулировочную часть, содержащую смещающий элемент и корпус задатчика, причем указанная регулировочная часть прикреплена к указанной клапанной части;
- шпиндель, имеющий часть, расположенную внутри регулировочной части, и часть, расположенную внутри клапанной части и присоединенную к указанному конусу клапана;
причем клапанная часть и регулировочная часть изолированы друг от друга.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Общеизвестно использование клапанов выравнивания давления в проточных системах с изменениями давления переменных потоков, например, в области, связанной с теплоцентралями или с отоплением жилых помещений в целом. Обычный клапан выравнивания давления содержит диафрагму, отклоняющуюся в соответствии с перепадом давления на ней и обеспечивающую, благодаря данному отклонению, регулирование прохода через седло клапана путем изменения положения конуса клапана относительно седла.
Задачей данного изобретения дополнительно является обеспечение уравнительного клапана, наподобие хорошо известных клапанов, в котором часть клапана может быть выполнена из более дешевых материалов, которые могут не быть устойчивыми к имеющимся в системе текучим средам.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, предложен клапан, имеющий клапанную часть, содержащую:
- корпус клапана с проточным сообщением от впускного отверстия для текучей среды к выпускному отверстию для потока и седло клапана, расположенное внутри указанного проточного сообщения, конус клапана, выполненный с возможностью изменения положения для изменения отверстия клапана, определяемого как отверстие между седлом клапана и конусом клапана, диафрагму, выполненную с возможностью отклонения под действием перепада давления на указанной диафрагме, и средства, сообщающие давление на противоположные стороны диафрагмы;
- регулировочную часть, содержащую смещающий элемент и корпус задатчика, причем указанная регулировочная часть прикреплена к указанной клапанной части;
- шпиндель, имеющий часть, расположенную внутри регулировочной части, и часть, расположенную внутри клапанной части и присоединенную к указанному конусу клапана;
отличающийся тем, что
клапанная часть и регулировочная часть изолированы друг от друга.
Таким образом, предложен клапан выравнивания давления, в котором часть клапана изолирована от текучих сред с обеспечением тем самым возможности для выполнения данной части из более дешевых материалов, которые могут не быть устойчивыми к имеющимся в системе текучим средам.
Согласно данному изобретению дополнительно предложен клапан с возможностью изменения задаваемой величины давления и изменения тем самым давления текучей среды, протекающей от впускного отверстия для текучей среды к выпускному отверстию, которое клапан поддерживает на постоянном уровне, что достигается путем перемещения шпинделя внутри конуса клапана. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения это обеспечивают посредством конуса клапана, содержащего внутренний снабженный витками проход, сопрягающийся с витками, расположенными на конце шпинделя так, что вращение шпинделя изменяет его положение внутри конуса клапана, изменяя тем самым напряжение смещающего элемента.
Для облегчения изменения задаваемой величины давления регулировочная часть содержит задатчик, частично расположенный внутри корпуса задатчика, при этом корпус и задатчик взаимосвязаны так, что задатчик может быть перемещен внутри корпуса задатчика с перемещением тем самым шпинделя внутри конуса клапана.
Как корпус задатчика, так и задатчик являются полыми телами, например, с цилиндрической формой. Для облегчения перемещения задатчика относительно корпуса задатчика они в предпочтительном варианте осуществления изобретения взаимосвязаны посредством витков.
Для того чтобы в процессе работы клапана предотвратить возникновение нежелательного изменения задаваемой величины давления, выполнен блокирующий механизм, препятствующий вращению задатчика относительно корпуса задатчика в положении фиксации, и допускающий его вращение в положении расфиксации, причем при смещении из положения фиксации к положению расфиксации, и наоборот, возможно вращение блокирующего механизма на угол в несколько градусов вокруг корпуса задатчика и/или задатчика, при этом фиксация может быть выполнена любым способом, легко осуществляемым специалистом в данной области техники.
Для обеспечения смещения смещающего элемента, предпочтительно пружины, к задатчику присоединена направляющая пружины, определяющая самое верхнее положение смещающего элемента, а самое нижнее положение смещающего элемента определяется нижним положением. Таким образом, расстояние между ними определяет напряжение смещающего элемента, передающееся диафрагме, при этом направляющая пружины присоединена к замку задатчика с предотвращением их относительного вращения, предотвращением вращения направляющей пружины внутри задатчика, а также вращения шпинделя относительно направляющей пружины.
В одном варианте осуществления изобретения задаваемую величину давления задают путем вращения рукоятки, присоединенной к направляющей пружины и/или задатчику таким образом, что вращение рукоятки вызывает вращение задатчика и направляющей пружины и, соответственно, прикрепленного к направляющей пружине шпинделя и, таким образом, перемещение шпинделя внутри конуса клапана.
Согласно другому аспекту данного изобретения клапан дополнительно имеет функцию перекрытия, когда конус клапана удерживается в контакте с седлом клапана для перекрытия любой передачи текучей среды от впускного отверстия к выпускному отверстию. Однако, вновь за счет удержания шпинделя, или фиксации шпинделя, в данном положении перекрытия на конус клапана не будет влиять изменение разницы давления на диафрагме с предотвращением, таким образом, ее отклонения.
Для облегчения выполнения функции перекрытия рукоятка снабжена внутренними витками, выполненными с возможностью сопряжения с наружными витками на задатчике, при этом витки, обеспечивающие функцию перекрытия, вводят в соединение посредством направленного вниз нажима на рукоятку, при этом на задатчике и/или рукоятке (2) выполнен по меньшей мере один ограничительный выступ, чтобы необходимо было приложить определенное усилие для продвижения рукоятки через ограничительный выступ (выступы) в режим перекрытия. За счет ограничительного выступа (выступов) рукоятка при нажатии вниз вступает в контакт только с витками, предназначенными для обеспечения функции промывания, и может быть аналогично отсоединена от данных витков путем оттягивания ее обратно с прохождением вновь через выступ (выступы).
Функцию промывания данного клапана обеспечивают путем перемещения шпинделя к верхнему положению без изменения его положения внутри конуса клапана, при этом в одном варианте осуществления данного изобретения для облегчения осуществления функции промывания к клапану прикреплено приспособление для промывания, предназначенное для обеспечения функции промывания, причем приспособление для промывания содержит внутреннюю часть, выполненную с возможностью размещения внутри наружной части, при этом две части взаимосвязаны витками, причем внутренняя часть дополнительно содержит средство для присоединения к секции направляющей пружины таким образом, что предотвращается вращение обеих частей относительно друг друга, например за счет их формы, например, секция имеет две плоские противоположные стороны, а внутренняя часть имеет центральное отверстие, сопрягающееся с данной формой секции так, что когда внутреннюю часть перемещают вверх, то она вытягивает замок задатчика и, соответственно, шпиндель вверх с извлечением тем самым конуса клапана из седла и обеспечением свободного доступа через клапан от впускного отверстия к выпускному отверстию.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Ниже более подробно описаны предпочтительные варианты осуществления данного изобретения со ссылками на чертежи, на которых:
на фиг. 1 показан схематический вид в поперечном разрезе клапана согласно данному изобретению;
на фиг. 2 показан схематический вид в поперечном разрезе варианта осуществления для изменения задаваемой величины давления клапана согласно данному изобретению;
на фиг. 3 показан схематический вид в поперечном разрезе варианта осуществления для перекрытия клапана согласно данному изобретению;
на фиг. 4А и 4В показан схематический вид в поперечном разрезе варианта осуществления для облегчения выполнения функции промывания клапана согласно данному изобретению.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 показан схематический вид в поперечном разрезе варианта осуществления клапана согласно данному изобретению. Клапан содержит корпус (1) клапана, формирующий проточный проход между впускным отверстием и выпускным отверстием. Внутри проточного прохода расположено седло (2) клапана, взаимодействующее с конусом (3) клапана так, что прохождение потока через проточный проход может быть полностью или частично перекрыто.
Конус (3) клапана взаимодействует с диафрагмой (4) так, что перепад давления на диафрагме будет отклонять ее. Конус (3) клапана прикреплен к шпинделю (5), смещаемому пружиной (6) и расположенному внутри корпуса (7) задатчика и внутри задатчика (8). Конус (3) клапана имеет внутреннее снабженное витками отверстие, сопрягающееся с витками, расположенными на конце шпинделя (5), так что вращение шпинделя (5) изменяет его положение внутри конуса (3). Задатчик (8) частично расположен внутри корпуса (7) задатчика, при этом две части взаимосвязаны витками так, что задатчик (8) путем его завинчивания может быть расположен на выбранной глубине внутри корпуса (7) задатчика. Блокирующий механизм (9) расположен так, чтобы препятствовать вращению задатчика (8) относительно корпуса (7) задатчика в положении фиксации и обеспечивать возможность для его вращения в положении расфиксации. Для предотвращения перемещения блокирующего механизма (9) из положения фиксации в положение расфиксации может быть предусмотрен фиксирующий механизм. Направляющая (10) пружины присоединена к задатчику (8) и определяет самое верхнее положение пружины (6) и, равным образом, имеется нижнее положение (13), которое в проиллюстрированном варианте осуществления изобретения также является нижней частью корпуса (7) задатчика, определяющее самое нижнее положение пружины. Таким образом, расстояние между ними определяет напряжение пружины, соответственно, придающей свое смещение шпинделю (5), передающему указанное смещение диафрагме (4) через конус (3) клапана.
Направляющая (10) пружины присоединена к замку (11) задатчика с предотвращением их относительного вращения, в частности, за счет формы, например, за счет шестиугольной формы секции шпинделя (5), размещаемой внутри выполненного с равнозначной формой отверстия замка (11) задатчика. Такое решение предотвращает вращение направляющей (10) пружины внутри задатчика (8), предотвращает вращение шпинделя относительно направляющей (10) пружины, а также, соответственно, задатчика (8).
К задатчику (8) прикреплена рукоятка (12), функции которой подробно описаны ниже.
Клапан согласно данному изобретению имеет отметки задаваемой величины давления на шкале задатчика (8) (на чертеже не показаны), визуализирующие фактическую задаваемую величину давления системы, являющуюся напряжением пружины (6), которая, снова, непосредственно связана с задаваемой величиной давления, при этом указанная визуализация может относиться к глубине расположения задатчика (8) внутри корпуса (7) задатчика, при этом корпус (7) задатчика скрывает указанные отметки.
Согласно варианту осуществления изобретения, показанному на фиг. 2, задаваемую величину давления задают путем извлечения рукоятки (12) и ее переворота. Верхняя часть ее снабжена заглублением, имеющим форму, сопрягаемую с концом направляющей (10) пружины с замком задатчика так, что в их соединенном состоянии указанная форма препятствует вращению конца направляющей пружины относительно указанного заглубления, например, за счет шестиугольных форм. Поскольку предотвращается вращение направляющей (10) пружины и шпинделя (8) внутри задатчика (8), то при вращении данной перевернутой рукоятки (12) весь задатчик (8) будет приведен во вращение, при этом за счет присоединения посредством витков к корпусу (7) задатчика положение задатчика (8) внутри корпуса (7) задатчика изменяется с изменением тем самым расстояния от направляющей (10) пружины до низа корпуса (7) задатчика, при этом также изменяется напряжение пружины (6) и задаваемая величина давления клапана, визуализируемая отметками на шкале задатчика (8). Поскольку конус (3) клапана и шпиндель (5) взаимосвязаны витками, и при этом предотвращается вращение конуса (3) клапана внутри корпуса (2) клапана, то вращение шпинделя (5) приводит к изменению его положения внутри конуса (3) клапана с изменением тем самым высоты от конца (14) конуса клапана до направляющей (10) пружины, причем конец (14) конуса клапана, обычно являющийся его частью, выполнен с возможностью вхождения в контакт с седлом (2) клапана, когда перекрывают клапан, что дополнительно описано ниже.
Затем рукоятка (12) может быть снова повернута и расположена так, как показано на фиг. 1.
В одном варианте осуществления изобретения, показанном также на фиг. 3, для перекрытия клапана рукоятка (12) снабжена внутренними витками (15), выполненными с возможностью сопряжения с наружными витками (16), расположенными на задатчике (8), однако, во время рабочего режима клапана данные витки не введены в соединение. Для введения в соединение витков (15, 16) рукоятку (12) нажимают вниз для сопряжения указанных витков, при этом на задатчике (8) и/или рукоятке (2) могут быть выполнены один или большее количество ограничительных выступов, так что потребуется определенное усилие для проталкивания рукоятки (12) через ограничительный выступ (выступы) в режим перекрытия.
После соединения витков (15, 16) рукоятку (12) путем вращения опускают вниз у шпинделя (8), остающегося неподвижным, обеспечивая тем самым продвижение вниз шпинделя (6) и конуса (3) клапана до тех пор, пока конус (3) клапана не войдет в соединение с седлом (2) клапана для полного перекрытия доступа через клапан всей текучей среды.
Клапан согласно данному изобретению дополнительно имеет функцию промывания, как показано на фиг. 4А и 4В в одном варианте осуществления изобретения, при этом клапан продвигают в открытое положение. Данная функция особенно важна во время заполнения или промывания системы, к которой присоединен клапан, например, труб, радиаторов и так далее.
В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 4А, приспособление (50) для промывания необходимо прикрепить к клапану после извлечения рукоятки (12). Указанное приспособление содержит внутреннюю часть (51), выполненную с возможностью размещения внутри наружной части (52), при этом обе части взаимосвязаны витками. Внутренняя часть (51) дополнительно содержит средство для присоединения к секции (53) направляющей (10) пружины с предотвращением вращения обеих относительно друг друга, например за счет их формы. Например, секция (53) может иметь две плоские противоположные стороны, а внутренняя часть (51) может иметь центральное отверстие, сопрягающееся с данной формой секции (53). В одном не ограничивающем варианте осуществления изобретения данное центральное отверстие может быть частью отверстия с формой шпоночного паза, расположенного асимметрично у внутренней части (51), так что большая часть отверстия расположена со смещением от центра для проведения через него верхней секции (54) во время монтажа приспособления (50) на клапане, а затем после смещения секции (53) в центральное отверстие отверстия с формой шпоночного паза верхняя секция (54), превышающая это центральное отверстие, опирается на верхнюю поверхность внутренней части (51). Таким образом, когда внутреннюю часть (51) перемещают вверх, то она вытягивает направляющую (10) пружины и, соответственно, также шпиндель (5) вверх с извлечением тем самым конуса (3) клапана из седла (2) клапана с образованием свободного доступа через клапан от впускного отверстия к выпускному отверстию.
Как показано на фиг. 4А, рукоятка (12) извлечена с освобождением тем самым оконечной части направляющей (10) пружины для последующей установки приспособления (50) для промывания с присоединением его внутренней части (51) к оконечной части направляющей (10) пружины. Поскольку при этом предотвращается вращение шпинделя (5) и направляющей (10) пружины, а также внутренней части (51), то вращение наружной части (52) будет перемещать шпиндель (5) и внутреннюю часть (51) в осевом направлении с продвижением шпинделя (5) вверх в открытое положение, как показано на фиг. 4В. Благодаря виткам, все восстанавливающие силы не будут оказывать никакого влияния, при этом шпиндель (5) и, соответственно, конус (3) клапана будут оставаться в этом открытом положении до их последующего освобождения для возобновления режима нормальной работы.
Однако данное изобретение не ограничено вышеописанным вариантом осуществления, обеспечивающим изменение задаваемой величины давления. В другом варианте осуществления изобретения задаваемую величину давления задают без извлечения рукоятки (12), но при этом рукоятку (12) вращают в ее стандартном положении, как показано на фиг. 1.
В вариантах осуществления изобретения, альтернативных вышеописанному примеру, рукоятку (12) клапана не извлекают и переворачивают, как показано на фиг. 2, а она может быть сразу повернута. В данном варианте осуществления изобретения блокируют относительное вращение рукоятки (12) и задатчика (8), например, посредством выступа, расположенного у одного из рукоятки (12) или задатчика (8) и выполненного с возможностью вставки в выемку или углубление другого. Расположение выступа в выемке препятствует любому относительному вращению, однако, при вращении рукоятки (12) задатчик (8) также приводится во вращение, изменяя, таким образом, задаваемую величину давления таким же способом, как описано выше в предыдущем варианте осуществления изобретения, также как и расфиксацию, разблокирование и последующее блокирование и фиксацию.
В данном варианте осуществления изобретения, когда клапан необходимо перекрыть для потоков путем нажатия вниз рукоятки (12) вышеописанным способом, выступ должен быть выведен из выемки с освобождением тем самым рукоятки (12) и задатчика (8) для обеспечения их относительного вращения.
В другом варианте осуществления изобретения как функция перекрытия, так и функция промывания относятся к функции перекрытия, как описано выше, при этом клапан перекрывают путем вращения рукоятки (12) относительно задатчика (8) до тех пор, пока она, направляемая витками, не переместится к нижнему положению, в котором конус (3) полностью входит в сопряжение с седлом (2) клапана для перекрытия всех потоков. В данном варианте осуществления изобретения функцию промывания осуществляют просто вращением рукоятки (12) до достижения верхнего положения.
Другой важный аспект данного изобретения показан, например, на фиг. 1, а также на других чертежах. Показанный клапан содержит клапанную часть (60), выполненную внутри корпуса (1) клапана, и регулировочную часть (61), образованную, например, корпусом (7) задатчика, задатчиком (8) и рукояткой (12), исключая шпиндель (5).
Клапанная часть (60) содержит части, входящие в контакт со средой системы, например, текучей средой, проходящей от впускного отверстия к выпускному отверстию, причем среда входит в контакт с одной стороной диафрагмы (4) через первое отверстие (62), сообщающее давление, а среда, имеющая отношение к выравниванию давления, входит в контакт со второй стороной диафрагмы (4) через второе отверстие (63), сообщающее давление.
Соответственно, клапанная часть (60) должна быть выполнена из материалов, устойчивых к условиям воздействия текучих сред и давлений, поэтому обычно она выполнена из металла.
Регулировочная часть (61) прикреплена к клапанной части (6) в виде удлинителя (64) патрубка корпуса (1) клапана, но с изоляцией внутренней части, например, посредством уплотнительного кольца (65), выполненного внутри удлинителя (64) патрубка. При таком решении текучие среды не входят в контакт с регулировочной частью (61) или ее внутренней частью, что обеспечивает возможность для выполнения некоторых из частей или каждой части регулировочной части (61) из более дешевых материалов по сравнению с клапанной частью (60), наподобие пластиков, несмотря на то, что они не пригодны для использования в качестве материалов для клапанной части (60).
Шпиндель (5) расположен так, что он имеет часть, расположенную внутри корпуса (7) задатчика и в задатчике (8) регулировочной части (61), и часть, расположенную внутри корпуса (1) клапанной части (60), где она присоединена к конусу (3) клапана, как описано выше, и поэтому предпочтительно выполнена из материала, также устойчивого к воздействию текучих сред.
На фиг. 5А и 5В проиллюстрирован другой вариант использования извлечения рукоятки (12) с ее переворотом, когда ее применяют для обеспечения функции промывания, а не задания задаваемой величины давления, как показано на фиг. 2, однако, в остальном она работает таким же образом и с тем же способом промывания, как описано выше. В этом случае задаваемую величину давления задают путем вращения рукоятки (12) в ее стандартном положении, как показано на фиг. 1.