ТЕРМОРЕГУЛИРУЮЩИЙ УЗЕЛ ДЛЯ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) И ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЙ УЗЕЛ ДЛЯ ТРУБОПРОВОДОВ

Терморегулирующий узел для системы отопления и телескопический узел для трубопроводов
Изобретение относится к строительству, более конкретно - к оборудованию для систем отопления строительных сооружений, и может быть использовано в строительстве жилых , промышленных и общественных сооружений.
При строительстве сооружений используются различные системы отопления с различной схемой подачи и отвода теплоносителя: однотрубные, двухтрубные, с вертикальной или горизонтальной подачей теплоносителя в помещение, подачей теплоносителя в помещения сверху или снизу, с параллельным или последовательным подключением приборов отопления к магистралям системы отопления.
При этом устанавливаются приборы отопления различных типов, в количестве и мощностью, необходимой для создания и поддержания в помещении необходимого температурного режима в условиях сезонных колебаний температуры окружающей среды, работающие на различных теплоносителях, например, на воде, пароводяной смеси, гликолевых смесях и других. ( Исаев В.Н., Сасин В.И.Устройство и монтаж санитарно-технических систем зданий. Москва. Высшая школа. 1989 )
Известны способы и системы изменения количества тепла, выделяемого прибором отопления в окружающую среду, например, путем изменения режима работы прибора отопления отключением его или части его теплообменника от системы подачи теплоносителя, например, при автономном подключении к подающей магистрали части общего количества пластин оребрения ( RU, 2045712, Cl, F 24 Н 3/06) или изменением количества тепла, подводимого к прибору отопления теплоносителем, путем изменения расхода теплоносителя через него при изменении проходного сечения магистрали, подводящей теплоноситель к прибору отопления , например, с помощью установки
регулятора расхода теплоносителя , установленного между последовательно размещенными участками теплообменника ( RU, 16306, Ul, F 24 Н 3/06 ).
При этом применяются различные устройства регулирования расхода теплоносителя, устанавливаемые на магистрали подводящего потока теплоносителя , например, регулирующий вентиль Hydrocontrol R или настраиваемый запорноизмерительный клапан ASV-1 фирмы Oventrop для регулирования расхода теплоносителя через стояк путем изменения проходного сечения , или в приборе отопления, например, термостатический вентиль AV 6 той же фирмы, настройка которого обеспечивает определенную величину расхода жидкости через вентиль при изменении его проходного сечения, и другие краны, клапаны, переключатели, регуляторы.
Однако, при обеспечении регулирования температуры в отдельном помещении желательно, чтобы изменение подачи теплоносителя к прибору отопления в этом помещении не приводило к изменению теплового режима магистрали теплоносителя в остальных помещениях.
К сожалению, сложившаяся практика использования в строительстве разветвленной системы отопления, в которой приборы отопления к трубе теплоносителя подключены последовательно, без создания обводных ( байпасных) магистралей теплоносителя, приводит к тому, что отключение потока теплоносителя через один прибор отопления или изменение проходного сечения подающей теплоноситель магистрали приводит к изменению теплового режима во всех последующих последовательно подключенных к сети отопления приборах отопления. При осуществлении замены приборов отопления и при производстве эксплуатационноремонтных работ прибора отопления отсутствие байпасных магистралей приводит к необходимости отключения всей системы отопления сооружения. Известна практика создания байпасных магистралей теплоносителя , например,
путем установки трубной перемычки для соединения между собой магистралей подвода и отвода теплоносителя , имеющей длину, исчисляемую конкретно для данного участка отопительной системы на основе произведенных измерений, с установкой ее, например, с помощью резьбовых соединений через муфту или с помощью сварки , с выполнением всех необходимых технологических операций, например, гибки труб, нарезке резьбы на трубах, сварочных работ в помещениях, при отключении всей отопительной системы сооружения от центральной магистрали теплоносителя ( Исаев В.Н., Сасин В.И. Устройство и монтаж санитарно-технических систем зданий. Москва, Высшая школа, 1989).
Известны приборы отопления, содержащие установленные на участках элементов теплообменника краны, клапаны или регулирующие поток теплоносителя устройства, например, отопительный прибор с термоэлектрическим переключателем ( RU, А , 92007681), конвектор с автоматическим регулятором интенсивности теплопередачи (RU, С1, 2008573, F 24 Н 3/00) и другие . Такие приборы отопления зачастую требуют установки в помещении на магистралях подводящего и отводящего потока промежуточных трубных элементов для достижения соответствия расстояния между осями выходного и входного патрубков прибора отопления расстоянию между осями труб подводящей и отводящей магистралей системы отопления.
Замечено, что в случае применения вертикальной системы отопления даже при наличии обводных ( байпасных) магистралей теплоносителя при установке регулирующих устройств или отсечных клапанов только на элементах теплообменника прибора отопления после закрытии клапана и удалении теплоносителя из оставшейся части теплообменника возможен противоток горячего теплоносителя в прибор отопления из магистрали системы отопления .
3
Целью создания полезной модели являлась разработка терморегулирующего узла системы отопления , позволяющего изменять количество тепла , поступающего с теплоносителем из магистрали подающего потока в постоянно сообщенный с ней прибор отопления , для обеспечения заданной температуры в помещении, исключающего при этом изменение температурного режима остальной части системы отопления, совместимого с приборами отопления любых конструкций с различным расстоянием между их патрубками ввода и вывода теплоносителя , а также с элементами магистралей системы отопления различной конфигурации.
При создании настоящей полезной модели была поставлена задача создания терморегулирующего узла, обеспечивающего при его подключении к системе отопления организацию непрерывного потока теплоносителя в системе отопления за счет создания в терморегулирующем узле обводной (байпасной) магистрали теплоносителя при одновременном регулировании поступающего к прибору отопления количества теплоносителя за счет изменения размеров проходного сечения магистрали подающего потока теплоносителя в соответствии с необходимым расходом теплоносителя через прибор отопления для обеспечения заданной температуры в помещении, и, кроме того, обеспечивающего изменение расстояния между концевыми частями магистралей подводящего потока и отводящего потока в широком диапазоне величин.
Кроме того, была поставлена задача разработки терморегулирующего узла, обеспечивающего возможность перемешивания потока теплоносителя для улучшения теплообмена в приборе отопления и в трубах системы отопления.
Кроме того, была поставлена задача обеспечения возможности автономного удаления теплоносителя из прибора отопления.
приспособленную первой концевой частью для соединения с подающей трубой системы отопления , а второй концевой частью для соединения со входом прибора отопления , магистраль отводящего потока теплоносителя, приспособленную первой концевой частью для соединения с отводящей трубой системы отопления, а второй концевой частью для соединения с выходом прибора отопления, магистраль байпасного потока теплоносителя для гидравлической связи указанных магистралей между собой, гидравлически сообщенную одной концевой частью с магистралью подающего потока и второй концевой частью с магистралью отводящего потока, и регулирующий клапан, имеющий вход и выход для теплоносителя, выполненный с возможностью регулирования расхода теплоносителя через него и установленный в магистрали подающего потока на участке между соединением ее с магистралью байпасного потока и второй концевой частью.
Кроме того, терморегулирующий узел, согласно техническому решению полезной модели, дополнительно содержит запорный клапан , установленный на магистрали отводящего потока на участке между соединением ее с магистралью байпасного потока и второй концевой частью.
Кроме того, терморегулирующий узел, согласно техническому решению полезной модели, дополнительно содержит устройство перемешивания потока теплоносителя, установленное на магистрали подающего потока на участке между регулирующим клапаном и второй концевой частью.
Кроме того, узел дополнительно может содержать устройство перемешивания потока, установленное в магистрали отводящего потока.
При этом в узле полезной модели магистраль подающего потока и/ или магистраль отводящего потока и/или магистраль байпасного потока выполнены с возможностью изменения их длины.
При этом в узле полезной модели магистраль подающего потока и/или магистраль отводящего потока и/или магистраль байпасного потока выполнены из частей, соединенных между собой с возможностью изменения их взаимного расположения .
При этом в узле полезной модели внутренняя полость магистрали байпасного потока может быть сообщена с внутренней полостью магистралей подающего потока и отводящего потока через отверстия в них на участках между их первыми и вторыми концевыми частями.
При этом магистрали узла, согласно техническому решению полезной модели . могут быть выполнены из трубных элементов.
Кроме того, согласно техническому решению полезной модели, желательно, чтобы магистрали образовывали между собой соединение Н-образной формы, в которой концевые части для соединения магистралей с трубами системы отопления расположены по одну сторону от перемычки.
При этом, согласно техническому решению полезной модели, в магистралях терморегулирующего узла концевые части для соединения с подающей и отводящей трубами системы отопления могут быть приспособлены для образования с ними неразъемных соединений.
При этом в магистралях концевые части для соединения с подающей и отводящей трубами системы отопления могут быть выполнены в виде раструба, внутренний диаметр которого превышает диаметр соответствующей трубы системы отопления.
Кроме того, согласно техническому решению полезной модели, в магистралях концевые части для соединения с подающей и отводящей трубами системы отопления могут быть приспособлены для образования с ними разъемных соединений. При этом, согласно техническому решению полезной модели, в магистралях
концевые части для соединения со входом и выходом прибора отопления могут быть приспособлены для образования с ними неразъемных соединений.
При этом в магистралях узла полезной модели концевые части для соединения с патрубками входа и выхода прибора отопления могут быть выполнены в виде раструбов, внутренние диаметры которых превышают соответственно диаметр входного и выходного патрубков прибора отопления.
Кроме того, в магистралях узла концевые части для соединения со входом и выходом прибора отопления могут быть приспособлены для образования с ними разъемных соединений.
При этом в магистралях концевые части для соединения с патрубками входа и выхода прибора отопления могут быть снабжены резьбой.
При этом, согласно техническому решению полезной модели, желательно магистраль подающего потока теплоносителя выполнять из двух частей и регулирующий клапан устанавливать в магистрали с помощью соединения его входа и выхода соответственно, с первой и второй частями этой магистрали.
При этом, согласно техническому решению полезной модели, регулирующий клапан может быть соединен с частями магистрали подающего потока теплоносителя с помощью резьбовых соединений.
При этом желательно, чтобы в регулирующем клапане вход и/или выход имел форму патрубка с наружной резьбой и внутренним конусом, а соответствующий указанному входу или выходу торец части магистрали подающего потока был выполнен в виде полусферы и эта часть магистрали была снабжена накидной гайкой, указанная полусфера была размещена в указанном внутреннем конусе, а накидная гайка на наружной резьбе патрубка.
7 Кроме того, желательно, чтобы регулирующий клапан был снабжен устройством
контроля температуры окружающей среды.
При этом, согласно техническому решению полезной модели, регулирующий клапан может быть выполнен с возможностью ручного регулирования расхода теплоносителя.
Целесообразно, чтобы в настоящей полезной модели регулирующий клапан был снабжен устройством автоматического регулирования расхода теплоносителя.
При этом целесообразно, чтобы клапан был снабжен устройством задания
температуры окружающей среды.
Поставленная задача решена также тем, что разработана полезная модель телескопического узла для трубопроводов, содержащего первый трубный элемент с концевой частью, второй трубный элемент с концевой частью, размещенной внутри концевой части первого трубного элемента коаксиально с возможностью вращения ее вокруг продольной оси и перемещения вдоль продольной оси, и устройство для герметизации внутренней полости, образованной внутренней поверхностью концевой части первого трубного элемента и внешней поверхностью концевой части второго трубного элемента.
При этом, согласно техническому решению полезной модели, устройство для герметизации размещено на внешней поверхности концевой части второго трубного элемента и зафиксировано относительно торца концевой части первого трубного элемента.
При этом в узле полезной модели устройство для герметизации зафиксировано на внешней поверхности концевой части первого трубного элемента.
8
При этом, согласно техническому решению полезной модели, устройство для герметизации содержит бандаж с уплотнительными кольцами, охватывающими концевую часть второго трубного элемента , и торцевое уплотнение, размещенное на торце концевой части первого трубного элемента .
При этом в телескопическом узле на внешней поверхности концевой части первого трубного элемента имеется резьба, устройство для герметизации размещено во внутренней полости накидной гайки, и накидная гайка установлена на наружной резьбе концевой части первого трубного элемента.
При этом, в терморегулирующем узле, согласно вышеописанному техническому решению полезной модели, в магистрали подводящего потока и/или магистрали отводящего потока и/или магистрали байпасного потока установлен телескопический узел согласно техническому решению полезной модели.
В дальнейшем техническое решение полезной модели поясняется описанием конкретных, не ограничивающих техническое решение полезной модели, примеров выполнения терморегулирующего узла и чертежами , на которых :
Фиг.1 - схематичное изображение терморегулирующего узла, согласно техническому решению полезной модели, с регулирующим клапаном;
Фиг.2 - терморегулирующий узел с выполнением концевых частей магистралей подводящего и отводящего потока в виде раструбов ;
Фиг.З - терморегулирующий узел с выполнением и установкой патрубков регулирующего клапана в магистрали подводящего потока теплоносителя с помощью резьбового соединения ,согласно техническому решению полезной модели.
Фиг.4 - то же с выполнением концевых частей магистралей подводящего и отводящего потока с резьбой; Фиг.5 - выполнение и установка патрубков регулирующего клапана в магистрали
подводящего потока, согласно техническому решению полезной модели, при выполнении торца части магистрали подающего потока в виде полусферы: Фиг. 5а - при выполнении концевой части магистрали подающего потока с наружной резьбой, Фиг.5б при выполнении концевой части магистрали подающего потока в виде раструба.
Фиг.6 - то же при выполнении участка магистрали байпасного потока содержащего телескопический узел согласно техническому решению полезной модели :
Фиг.7 - выполнение магистрали байпасного потока из двух частей с соединением их между собой с помощью муфты;
Фиг.8, 9, 10 - схемы выполнения терморегулирующего узла, согласно техническому решению полезной модели.
Техническое решение полезной модели терморегулирующего узла может быть проиллюстрировано примером его выполнения, схематично изображенным на Фиг. 1.
Терморегулирующий узел содержит магистраль 1 подающего потока теплоносителя, магистраль 2 отводящего потока теплоносителя, гидравлически сообщенную с ними магистраль 3 байпасного потока теплоносителя, и регулирующий клапан 4. Магистрали 1, 2 и 3 выполнены из трубных элементов. Однако магистрали могут быть выполнены из других конструктивных элементов и иметь различную пространственную конфигурацию по желанию проектировщика.
МагистральЗ байпасного потока сообщена с магистралью 1 подающего потока через отверстия 5 и с магистралью 2 отводящего потока через отверстия 6. Отверстия 5 и 6 могут иметь одинаковые или различные размеры, в зависимости от величины расхода теплоносителя через магистрали, и различную конфигурацию, например, как показано на Фиг.1, в виде цилиндра.
10
Соединение магистрали 3 байпасного потока с магистралями подающего потока и отводящего потока может быть выполнено сваркой, как показано на Фиг.1, или с помощью других соединений, например, через промежуточные переходники, муфты, фитинги.
Магистраль 1 подающего потока имеет концевую часть 7 для соединения с подводящей трубой системы отопления и концевую часть 8 для соединения с входным патрубком прибора отопления. Магистраль 2 отводящего потока имеет концевую часть 9 для соединения с отводящей трубой системы отопления и концевую часть 10 для соединения с выходным патрубком прибора отопления. Концевые части 7, 8, 9, 10. согласно техническому решению полезной модели, могут иметь резьбу, например, наружную, как показано на Фиг. 4, для образования с трубами системы отопления резьбовых соединений, например, с помощью муфты или переходников, или могут быть выполнены в виде раструба , как показано на Фиг.4, для размещения в нем соответствующей трубы системы отопления или соответствующего патрубка прибора отопления с последующей сваркой. При этом концевые части 7, 8,9,10 магистралей 1и 2 могут в одном терморегулирующем узле иметь различное выполнение, в зависимости от выполнения соответствующих частей приборов отопления и труб системы отопления.
На магистрали 1 подающего потока установлен регулирующий клапан 4 с обеспечением потока теплоносителя через него, например, как показано на Фиг. 1, путем размещения входного патрубка 11 и выходного патрубка 12 клапана 4 непосредственно в магистрали 1 . При этом магистраль 1 выполнена из двух частей, имеющих концевые части соответственно, 13 и 14, расположенных, например, соосно друг другу. Однако возможна различная установка регулирующего клапана, обусловленная конструкцией самого клапана и требованиями соединения магистрали 1 с прибором отопления. Размещение входного патрубка 11 и выходного патрубка 12 клапана 4 в
магистрали 1 подающего потока возможно различным образом, например, с помощью резьбовых соединений концевых частей 13 и 14 , имеющих резьбу, с имеющими резьбу патрубками 11 и 12 клапана 4, как показано на Фиг. 3.
Согласно техническому решению полезной модели, соединение патрубков 11 и 12 с концевыми частями, соответственно, 13 и 14 может быть выполнено, как показано на Фиг.За для выполнения концевой части 14с резьбой или на Фиг. 56 для выполнения концевой части 14 в виде раструба. При этом оба патрубка или один из двух патрубков регулирующего клапана 4, например, патрубок 12, имеет наружную резьбу 15 и внутренний конус 16, а часть магистрали 1 имеет в концевой части 14 торец 17 в виде полусферы и снабжена накидной гайкой 18.
При установке регулирующего клапана 4 торец 17 размещают в конусе 16 и фиксируют накидной гайкой 18. Такое выполнение соединения позволяет компенсировать возможную несоосность в расположении магистрали 1 подающего потока и входного патрубка прибора отопления.
При этом концевая часть 14 может быть выполнена из широко применяемого в системе отопления трубного элемента, что значительно снижает ее стоимость.
В терморегулирующем узле согласно техническому решению полезной модели в качестве регулирующего клапана 4 могут быть использованы известные клапаны различной конструкции, выполненные с возможностью регулирования расхода теплоносителя через него, например, путем изменения площади их проходного сечения ( например,вентили AV 6, RTD-N фирмы OVENTROP).
Согласно техническому решению полезной модели, в зависимости от потребности потребителя в обеспечении в помещении определенного температурного режима регулирующий клапан 4 может иметь ручное регулирование расхода теплоносителя,
12
например, с помощью известных устройств, например, крана или вентиля 4а , как показано на фиг. 1, установленного непосредственно на клапане 4 .Также клапан 4 может быть снабжен устройством для контроля температуры окружающей среды.
Клапан 4 может быть выполнен с автоматическим регулированием расхода теплоносителя с помощью известных способов регулирования, например, с применением связанных с ним контрольно-измерительного устройства и задающего устройства, путем формирования управляющего сигнала на увеличение или уменьшение площади проходного сечения клапана для обеспечения соответствия фактической температуры в помещении заданной температуре. Эти устройства могут быть размещены дистанционно в помещении и сообщены с клапаном 4 известными способами.
Длина магистралей 1,2,3 может быть выбрана дискретной в широком диапазоне длин или обеспечена из частей заданной длины с последующим регулированием их взаимного расположения при установке терморегулирующего узла в системе отопления, например, путем их резьбового соединения между собой, например, через муфту 19, как показано на Фиг.7. Резьбовое соединение дает при этом возможность регулирования длины магистралей.
Специалистам, работающим в области гидравлики и коммуникационных систем водоснабжения , очевидно, что магистрали 1,2,3 могут быть соединены между собой с помощью фитингов известной конструкции, с возможностью изменения пространственного расположения магистралей относительно друг друга, при этом магистрали могут быть выполнены из нескольких частей, также создающих пространственные конструкции. При этом длины частей и самих магистралей определяют на этапе проектирования системы отопления с учетом размеров патрубков применяемых приборов отопления , расстояния между ними, размещения прибора отопления в помещении, размещения труб системы отопления и других факторов. Магистрали 1,2,3 могут содержать телескопический узел, выполненный, согласно
изобретению,например, как показано на Фиг.6 на примере выполнения магистрали 3 байпасного потока. При этом одна часть магистрали 3 является в телескопическом узле первым трубным элементом 20, имеющим концевую часть 21, выполненным с наружной резьбой. Другая часть магистрали является вторым трубным элементом 22 с концевой частью 23, размещенной коаксиально внутри концевой части 21 первого трубного элемента 20 с образованием внутренней полости 24 между внутренней поверхностью
концевой части 21 и внешней поверхностью концевой части 23. Устройство для
герметизации размещено в накидной гайке 25 и содержит бандаж 26 с уплотнительными
кольцами 27, охватывающими концевую часть 22 , и торцевое уплотнение 28. Накидная гайка 25 установлена на наружной резьбе концевой части 21, обеспечивая при этом необходимое усилие поджатия торцевого уплотнения к 28 торцу концевой части 21. При этом концевая часть 23 имеет возможность плавного перемещения вдоль концевой части 21 и поворота внутри нее, что обеспечивает возможность изменения длины магистрали 3. а также изменение пространственного расположения соединенных с ней неподвижно магистралей 1 и 2 .
На Фиг.8,9,10 показано выполнение терморегулирующего узла согласно техническому решению полезной модели, с установленным запорным клапаном 29 и устройствами перемешивания потока теплоносителя. В качестве запорного клапан 29 могут быть использованы запорные клапаны известной конструкции, например, шаровой кран Optibal или ручной запорно-измерительный клапан ASV-M фирмы Oventrop. в качестве устройств для перемешивания потока теплоносителя могут быть использованы известные устройства, например, устанавливаемые внутри потока теплоносителя . например, тройник с ниппелем с эффектом Вентури фирмы Oventrop.
14 Выполнение терморегулирующего узла согласно техническому решению
полезной модели позволяет устанавливать в системе отопления терморегулирующий узел, имеющий различные длины магистралей, различную их конфигурацию, обеспечивая совместимость терморегулирующего узла с различными приборами отопления, с различными системами отопления, возможность регулирования расхода теплоносителя к прибору отопления, а также возможность улучшения конвективного обмена в приборах отопления при перемешивании потока теплоносителя в магистралях.
Терморегулирующий узел согласно техническому решению полезной модели работает следующим образом.
Поток теплоносителя из подающей трубы системы отопления поступает через концевую часть 7 в магистраль 1 подающего потока теплоносителя, затем через концевую часть 13 во входной патрубок 11 и внутреннюю полость регулирующего клапана 4, где происходит регулирование расхода теплоносителя, затем поток теплоносителя через выходной патрубок 12 поступает в концевую часть 14 магистрали 1 . и через концевую часть 8 - в прибор отопления, где тепло от потока передается элементам теплообменника.
Отработавший поток теплоносителя поступает из прибора отопления в концевую часть 9 магистрали 2, и через концевую часть 10 выводится в отводящую трубу системы отопления. В случае необходимости отключения прибора отопления проходное сечение в регулирующем клапане закрывается, поток из магистрали 1 подающего потока по магистрали 3 байпасного потока поступает сразу в магистраль 2 отводящего потока и затем в отводящую трубу системы отопления.
Для обеспечения отключения прибора отопления от системы отопления может быть использован вариант выполнения терморегулирующего узла, показанный на Фиг.8, с установкой запорного клапана 29 на магистрали отводящего потока.
15
Известно, что в магистралях наблюдается слоистое распределение горячих и холодных струй потока теплоносителя, что приводит к местному охлаждению элементов прибора отопления и стенок магистралей, которое может быть устранено за счет установки в магистралях теплоносителя устройств перемешивания потока известной конструкции, как показано на Фиг .9,10.
Выше были описаны примеры выполнения терморегулирующего узла согласно техническому решению полезной модели. Специалистам, сведущим в области строительства и гидравлики, должно быть очевидно, что применение полезной модели терморегулирующего узла позволяет обеспечить надежное регулирование подачи теплоносителя к конкретному прибору отопления без влияния на температурный режим работы остальных приборов отопления, конструктивно обеспечивая при этом совместимость в системе отопления различных приборов отопления и различных конфигураций магистральных трубопроводов, и что в вышеописанное устройство могут быть внесены изменения и усовершенствования, не выходящие за рамки объема полезной модели и пунктов формулы полезной модели.
При этом специалистам в области гидравлики очевидно, что телескопический узел согласно техническому решению полезной модели может быть использован в любой системе, имеющей трубопроводы.
Терморегулирующий узел согласно техническому решению полезной модели может быть легко реализован с применением широко известных технологий и дешевых материалов и различные варианты его выполнения могут найти широкое применение в строительстве и обустройстве жилых, общественных и производственных сооружений с различными типами систем отопления.