КЛАПАН РЕГУЛИРОВКИ РАСХОДА
CONSUMPTION CONTROL VALVE

Данное изобретение относится к клапану регулировки расхода, содержащему корпус, имеющий проточный канал, в котором установлено дроссельное устройство с регулируемым дросселирующим элементом и запорное устройство с запорным элементом, в закрытом положении запирающим проточный канал, причем запорный элемент выполнен с возможностью приведения в действие снаружи ручкой.
Такой клапан известен, например, из WO 01/71289 А1.
В наполненных жидкостью системах, например в системе отопления или холодильной установке, такой клапан применяют для гидравлической балансировки между отдельными участками установки. Для этого дроссельное устройство регулируют так, чтобы при существующих соотношениях давлений через клапан осуществлялся определенный расход. В таком случае этот расход представляет собой расход, связанный с соответствующим участком установки. Обычно такой клапан снабжен двумя выходами для измерения давления, при помощи которых могут определить перепад давления на дросселе, причем этот перепад в свою очередь могут пересчитать в расход. Дроссель могут выполнить как нерегулируемый дроссель. В качестве дросселя также могут использовать дроссельное устройство. В этом случае кроме перепада давления необходимо иметь информацию о положении дросселирующего элемента или степени открытия дроссельного устройства.
Однако во многих случаях клапан регулировки расхода применяют также как запорный клапан, чтобы могли перекрывать соответствующий участок установки, если необходимо осуществить техническое обслуживание.
В клапане регулировки расхода, известном из патентного документа WO 01/71289 А1, запорный элемент, выполненный в виде сферы, при помощи ручки могут повернуть в закрытое положение, при котором он запирает проточный канал, или в открытое положение, при котором проход через запорный элемент приводится в перекрытие с проточным каналом.
Ручка имеет отверстие, через это отверстие могут вставить инструмент, при помощи которого могут перемещать дросселирующий элемент.
Если такой клапан однажды отрегулирован, то, как правило, дальнейшая регулировка не нужна. Обычно изменения регулировки следуют только из изменений в установке. По этой причине такой клапан часто помещают в недоступных местах, например в шахте, под перекрытием и т.д. Разумеется, такое расположение затрудняет работнику доступ к клапану.
В основе изобретения лежит задача упростить управление и регулировку клапана регулировки расхода.
В случае клапана названного типа эта задача решается благодаря тому, что дросселирующий элемент также может быть приведен в действие с помощью ручки.
При таком исполнении, чтобы отрегулировать дросселирующий элемент, работнику уже не нужно манипулировать инструментом, то есть вводить его в клапан. Напротив, работник может использовать ручку, доступ к которой он имеет и без того. В этом случае ручка выполняет двойную функцию. С одной стороны ее могут использовать для того, чтобы приводить в закрытое состояние запорное устройство, так что соответствующий участок установки отключен. С другой стороны ручку могут применять для регулировки расхода. При этом предпочтительно, чтобы ручку и запорный элемент можно было соединять друг с другом. Благодаря такой конструкции приведение в действие запорного элемента и приведение в действие дросселирующего элемента могут быть выполнены независимо друг от друга. По меньшей мере, ручкой могут регулировать дросселирующий элемент, не перемещая одновременно запорный элемент. Это облегчает манипулирование в еще большей степени.
Предпочтительно дросселирующий элемент расположен на шпинделе, установленном с возможностью перемещения в поводке, с которым соединен запорный элемент. Если ручка приводит в действие запорное устройство, она через поводок действует на запорный элемент. Если необходимо отрегулировать лишь дросселирующий элемент, то ручка действует только на этот элемент, причем через шпиндель. В этом случае соединение между ручкой и запорным элементом разъединено.
При этом предпочтительно, чтобы шпиндель через резьбовую пару находился в зацеплении с поводком. Это имеет место, в частности, тогда, когда запорный элемент выполнен в виде сферы шарового клапана. Если ручку вращают, и с запорным элементом она при этом не соединена, то шпиндель вследствие вращения в поводке перемещается в аксиальном направлении, поэтому положение дросселирующего элемента меняется. Напротив, если ручка введена в зацепление с поводком так, что существует соединение между ручкой и запорным элементом, то шпиндель вращается вместе с ручкой. Однако так как из-за одновременного проворачивания поводка ручкой относительного вращения между шпинделем и поводком не возникает, положение дросселирующего элемента, если приводится в действие запорное устройство, не меняется. Итак, после перекрытия или прекращения перекрытия новая регулировка дроссельного устройства не требуется. Сохраняется однажды выбранная установка, независимо от того, сколько раз приводилось в действие запорное устройство. Также не играет никакой роли, насколько поворачивают ручку при открывании или закрывании запорного устройства - на четверть, три четверти, пять четвертей окружности или на другой угол. Регулировка дросселирующего элемента сохраняется в любом случае.
Предпочтительно ручка выполнена с возможностью поступательного перемещения, причем при перемещении в первом направлении она оказывается соединена с запорным элементом, а при перемещении во втором направлении, противоположном первому направлению, это соединение прекращается. Это является сравнительно простым средством для создания и прекращения соединения между ручкой и запорным элементом. Если работник хочет привести в действие запорное устройство или только регулировать дроссельное устройство, то он даже в недоступных местах может просто переместить ручку.
При этом предпочтительно, чтобы ручка была выполнена вращающейся и была расположена на корпусе клапана с возможностью вращения и осевого перемещения. Для приведения в действие запорного устройства ручку необходимо переместить в осевом направлении. Затем ручку можно вращать, чтобы привести в действие запорный элемент. Напротив, если необходимо лишь регулировать дроссельное устройство, ручку перемещают в другом осевом направлении, поэтому она перемещает только дросселирующий элемент, а запорный элемент в действие не приводит.
Предпочтительно предусмотрено стопорное устройство, посредством которого ручку можно застопорить в положении, при котором она соединена с запорным элементом. Обычно однажды осуществленную регулировку дроссельного устройства хотят сохранить, поэтому возможности, отрегулировать его по ошибке, существовать не должно. Простым способом этого могут достичь благодаря тому, что ручку приводят в соединение с запорным элементом и фиксируют ее в этом положении. В этом случае можно приводить в действие только запорное устройство, а дроссельное устройство регулировать невозможно.
При этом предпочтительно, чтобы стопорное устройство имело предварительно напряженное пружинное устройство, обеспечивающее срабатывание стопорного устройства в том положении ручки, при котором она соединена с запорным элементом. Если регулировка дроссельного устройства осуществлена, то ручку могут просто переместить в положение соединения с запорным устройством, причем срабатывает стопорное устройство. Например, ручка под действием напряженного пружинного устройства может заскочить в паз фиксатора. В этом случае самопроизвольный отпуск стопорного устройства невозможен. Более того, в этом случае, чтобы снова отпустить стопорное устройство, работник должен осуществить определенные действия.
Предпочтительно в застопоренном состоянии ручка закрывает крепежную гайку. В этом случае отделить ручку от клапана невозможно. Крепежная гайка закрыта самой ручкой. Это является еще одной гарантией от регулировки дроссельного устройства посторонними лицами.
Предпочтительно на ручке установлен индикатор закрытого положения. Во многих случаях на основании углового положения ручки невозможно определить, перекрывает запорное устройство проход через проточный канал или нет. Однако соответствующее состояние может быть указано индикатором закрытого положения.
При этом предпочтительно, чтобы индикатор мог быть активирован посредством перемещения ручки. Если ручку применяют только для регулировки дроссельного устройства, то ручку могут вращать как угодно, индикатор при этом не виден. Напротив, если ручка перемещена, то индикатор показывает, перекрывает запорный элемент проточный канал или нет.
Предпочтительно запорный элемент может быть приведен в действие через поверхность для приложения вращающего момента, которая при смонтированной ручке закрыта ручкой. Благодаря этому перекрытие участка установки могут осуществить даже тогда, когда ручка снята или отсутствует. Это также является мерой, к которой прибегают некоторые работники, чтобы предотвратить регулировку дроссельного устройства по ошибке. Если необходимо быстро перекрыть участок установки, например при возникновении аварийной ситуации, то благодаря поверхности для приложения вращающего момента, например обычного шестигранника, имеется возможность, при помощи другого инструмента использовать функцию запирания клапана.
Далее изобретение описывается на основе предпочтительного примера реализации, описание сопровождается чертежами. На чертежах показано следующее.
Фиг.1. Вид сбоку на клапан регулировки расхода, частично в разрезе по
линии I-I согласно фиг.3.
Фиг.2. Разрез по линии II-II согласно фиг.3.
Фиг.3. Вид сверху на клапан регулировки расхода.
Клапан 1 регулировки расхода имеет корпус 2, в который выполнен проточный канал 3.
В проточном канале размещено запорное устройство с запорным элементом 4, который выполнен в виде сферы, причем сфера имеет проход 5, так что в положении, показанном на фиг.1, клапан открыт. В положении запорного элемента 4, изображенном на фиг.2, проход 5 расположен поперек проточного канала 3. В этом случае клапан 1 закрыт. Запорный элемент 4 взаимодействует с седлом 6 клапана.
Запорный элемент 4 соединен с поводком 7 без возможности относительного вращения. Если вращают поводок 7, то вращается и запорный элемент 4, чтобы отпереть или запереть канал 3.
Поводок 7 имеет внутреннюю резьбу 8, в которую ввинчен шпиндель 9 с наружной резьбой 10. На шпинделе 9 закреплен дросселирующий элемент 11, который вследствие вращения шпинделя 9 может перемещаться параллельно оси 12 вращения. Благодаря перемещению дросселирующего элемента 11 в большей или меньшей степени открывается проход 5 через запорный элемент 4.
Посредством уплотнения 13 шпиндель 9 уплотнен относительно поводка 7. Вместе с запорным элементом 4 дросселирующий элемент 11 образует дроссельное устройство.
На своем верхнем конце шпиндель 9 имеет расширение 14 диаметра, которое снабжено внешними зубьями, находящимися в зацеплении с внутренними зубьями 15, выполненными в ручке 16. Ручка 16 держится на корпусе 2 благодаря накидной гайке 17.
Благодаря внутренним зубьям 15 образовано соединение между расширением 14 диаметра шпинделя 9 и ручкой 16, выполненной в виде вращающейся ручки, хотя и без возможности относительного вращения. Однако шпиндель 9 может перемещаться относительно ручки 16 в аксиальном направлении. Это используют с двумя целями. Во-первых, если регулируют дросселирующий элемент 11, шпиндель 9 могут перемещать относительно вращающейся ручки 16 в аксиальном направлении. Во-вторых, также могут перемещать ручку 16 относительно корпуса 2, чтобы ручку 16 с удлинением 18 привести в зацепление с поводком 7.
На фиг.1 ручка 16 находится в положении, при котором она не соединена с поводком 7. В этом случае при вращении ручки 16 поворачивается только шпиндель 9 в поводке 7. Так как поводок 7 неподвижно закреплен в корпусе 2 клапана, вращение ручки 16 приводит к движению дросселирующего элемента 11, а вместе с тем и к регулировке живого сечения прохода 5.
На фиг.2 показано положение, при котором ручка 16 сдвинута к корпусу 2, поэтому удлинение 18 сцепляется с поводком 7. В этом положении ручка 16 соединена с запорным элементом 4 без возможности относительного вращения. В этом положении вращение ручки 16 ведет только к соответствующему вращению запорного элемента 5, то есть к запиранию или отпиранию проточного канала 3.
При вращении ручки 16 вместе с ней вращается и шпиндель 9, так как расширение 14 диаметра по-прежнему сцеплено с внутренними зубьями 15. Однако так как одновременно вращается и поводок 7, никакого относительного вращения между шпинделем 9 и поводком 7 не происходит. Итак, аксиальное положение шпинделя 9 в поводке 7, а вместе с тем и положение дросселирующего элемента 11 в проходе 5 при вращении ручки 16 не меняется. Таким образом, регулировка дроссельного устройства 5, 11 сохраняется.
Ручка 16 имеет фартук 19, направленный к корпусу 2, который закрывает гайку 17, если ручка 16 находится в положении, показанном на фиг.2, то есть если ручка 16 соединена с запорным элементом 4.
Ручка 16 имеет один или несколько упругих элементов 20, предварительно напряженных радиально наружу. Упругий элемент 20 удерживается в напряженном состоянии благодаря периферическому фланцу 21, действующему на полку 22 упругого элемента 20.
Если ручка 16 перемещена в аксиальном направлении к корпусу 2, то полка 22 входит в паз позади фланца 21, так что ручка 16 застопорена от обратного перемещения от корпуса 2. Так как полка 22 в застопоренном положении в радиальном направлении находится внутри фартука 19, доступ к ней снаружи затруднен. Чтобы отогнуть полку 22 наружу настолько, чтобы деблокировать ручку 16, необходимо использовать инструмент.
Ручка 16 имеет, по меньшей мере, одно окошко 23, через которое видны цифры или другие символы, позволяющие судить об угловом положении ручки 16. Благодаря этому можно определить положение дросселирующего элемента 11. На фиг.1 окошко изображено на периметре ручке 16. На фиг.3 показано еще одно окошко 24 на торце ручки 16.
Окошко 24 применяют также как индикатор закрытого положения. Если ручка 16 перемещена в положение, показанное на фиг.2, при котором она находится в зацеплении с запорным элементом 4, то при вращении ручки 16 в закрытое положение запорного элемента 4 в окошке 24 появляется метка 25. Напротив, если ручка 16 находится в положении, представленном на фиг.1, при котором она не находится в зацеплении с запорным элементом 4, то независимо от углового положения ручки 16 метка 25 в окошке 24 не появляется.
Способом, который подробно не показан, поводок 7 имеет поверхность для приложения вращающего момента, но эта поверхность доступна только при демонтированной ручке 16. Благодаря этому запорный элемент 4 могут приводить в действие даже тогда, когда ручка 16 отсутствует.
Чтобы вывести наружу давления с обеих сторон дроссельного участка, образованного дросселирующим элементом 11, предусмотрено два измерительных выхода 26, 27. Измерительные выходы 26, 27 размещены на фланце 28, который помещен с возможностью вращения на патрубке 29, выступающем из корпуса 2 примерно под прямым углом к проходному каналу 3. Благодаря этому измерительные выходы 26, 27 доступны с нескольких направлений.