КЛАПАН СО СЪЕМНЫМ РЕГУЛИРУЮЩИМ УЗЛОМ
VALVE WITH REMOVABLE CONTROLLED MEMBER

Настоящее изобретение относится к клапану с клапанной частью и регулировочной частью, причем клапанная часть содержит: корпус клапана с поточным каналом от входного отверстия потока до выходного отверстия потока и седлом клапана, расположенным внутри упомянутого поточного канала; конус клапана, выполненный с возможностью изменения положения для изменения проходного отверстия клапана, образованного отверстием между седлом клапана и конусом клапана; мембрану, выполненную с возможностью изгиба под действием разности давлений на ней; и средства подвода давлений к противоположным сторонам мембраны. Упомянутая регулировочная часть содержит смещающий элемент и установочный корпус, причем клапанная часть и регулировочная часть герметизированы друг относительно друга, при этом регулировочная часть выполнена с возможностью соединения и разъединения с упомянутым корпусом клапана с сохранением всех уставок в разъединенном положении.
Уровень техники
Как известно, в поточных системах, в которых имеют место колебания давления и изменения расхода (например, в системах централизованного отопления или в системах отопления бытовых жилых зданий в целом) обычно устанавливают клапаны разности давлений. Типовой клапан разности давлений содержит мембрану, выполненную с возможностью изгиба в соответствии с разницей давлений на ней и посредством этого изгиба регулировать проходное отверстие в седле клапана за счет изменения положения конуса клапана относительно седла клапана. Как правило, смещение мембраны обеспечено, например, посредством пружины в регулировочной части клапана, причем упомянутая регулировочная часть может содержать средства, обеспечивающие возможность регулировки величины смещения, например, для регулировки уставки давления.
Было обнаружено, что установка такого клапана в некоторых инженерных системах может быть затруднена из-за, по существу, большой высоты его клапанной и регулировочной частей, поскольку зачастую установка осуществляется через ограниченное отверстия.
Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить клапан регулировки давления известного из уровня техники типа, в котором обеспечена возможность регулировки величины смещения при регулировке давления, при этом данное устройство выполнено с возможностью простой установки даже через ограниченные отверстия.
Раскрытие сущности изобретения
Для уменьшения габаритов клапана, например, во время монтажа, клапан состоит из двух частей - клапанной части и регулировочной части. Клапанная часть состоит из таких элементов клапана, как корпус клапана с поточным каналом от входного отверстия потока до выходного отверстия потока и седлом клапана, расположенным внутри упомянутого поточного канала, конус клапана, выполненный с возможностью изменения положения для изменения проходного отверстия клапана, образованного отверстием между седлом клапана и конусом клапана, мембрану, выполненную с возможностью изгиба под действием разности давлений на ней, и средства подвода давлений к противоположным сторонам мембраны. Регулировочная часть может содержать смещающий элемент и установочный корпус, причем во время эксплуатации клапана упомянутая регулировочная часть прикреплена к упомянутой клапанной части и содержит стержень, часть которого расположена внутри регулировочной части, и часть - внутри клапанной части, причем клапанная часть и регулировочная часть герметизированы друг относительно друга в любой момент времени и выполнены с возможностью разъединения таким образом, что регулировочная часть может быть откреплена от клапанной части, например, при монтаже клапана, и прикреплена снова, что обеспечивает готовность клапана к обычной эксплуатации для регулирования давления.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения компактный клапан образован из двух частей - клапанной части и регулировочной части, причем клапанная часть содержит корпус клапана с поточным каналом от входного отверстия потока до выходного отверстия потока и седлом клапана, расположенным внутри упомянутого поточного канала, конус клапана, выполненный с возможностью изменения положения для изменения проходного отверстия клапана, образованного отверстием между седлом клапана и конусом клапана, мембрану, выполненную с возможностью изгиба под действием разности давлений на ней, и средства подвода давлений к противоположным сторонам мембраны.
Регулировочная часть содержит смещающий элемент и установочный корпус, причем регулировочная часть прикреплена к клапанной части и содержит стержень, часть которого расположена внутри регулировочной части, и часть - внутри клапанной части, причем при перемещении упомянутого установочного корпуса относительно упомянутого корпуса клапана смещение первого подъемного элемента обеспечивает передачу изменения величины смещения упомянутого смещающего элемента.
Таким образом, регулировочная часть имеет корпус (образованный установочным корпусом), выполненный легкодоступным оператору для изменения уставки и обеспечивающий размещение всех установочных и смещающих средств внутри упомянутого корпуса так, что регулировочная часть может быть снята с сохранением уставок неизменными.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения уставки сохраняются при откреплении клапанной части и регулировочной части друг от друга. В демонтированном состоянии упомянутые части заблокированы, но разблокированы для регулировки уставки при повторной сборке, то есть при повторном соединении регулировочной части и клапанной части. В результате обеспечена возможность разборки в случае необходимости регулировочной части с клапанной части и продолжение работы клапана с неизмененными уставками при повторной сборке.
В одном из вариантов осуществления регулировочная часть содержит корпус пружины и установочный корпус, причем изменение уставки осуществляется посредством перемещения установочного корпуса относительно корпуса пружины, при этом предотвращение их относительного перемещения друг относительно друга обеспечивает сохранение уставки при разборке.
В одном из вариантов осуществления сохранение относительного положения корпуса пружины и установочного корпуса при разборке обеспечено посредством силы упругости или силы трения, возникающей при перемещении одного относительно другого так, что для перемещения упомянутых корпусов относительно друг друга требуется минимальное усилие.
В одном из вариантов осуществления содержится блокирующий механизм для предотвращения вращения корпуса пружины относительно установочного корпуса в заблокированном положении и для обеспечения возможности вращения в разблокированном положении.
В одном из вариантов осуществления задание упомянутой уставки возможно посредством перемещения установочного корпуса относительно корпуса пружины, которое представляет собой вращение, обеспечивающее перемещение подъемника пружины для изменения величины смещения смещающего элемента за счет взаимного винтового соединения подъемника пружины с корпусом пружины, что, в результате, обеспечивает компактную конструкцию, в которой внутри регулировочной части расположен подъемник пружины, выполненный с возможностью преобразовывать вращение в изменение смещения.
В одном из вариантов осуществления клапан согласно настоящему изобретению дополнительно имеет запорную функцию, причем эта функция может быть реализована посредством оснащения регулировочной части запорной ручкой, соединенной с направляющим элементом пружины так, что вращение запорной ручки вызывает смещение направляющего элемента пружины и, следовательно, стержня, закрепленного на направляющем элементе пружины, и соединенного с упомянутым стержнем конуса клапана вплоть до его контакта с седлом клапана для перекрытия потока через клапан.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан клапан разности давлений, образованный клапанной частью и регулировочной частью, причем упомянутые две части герметизированы друг относительно друга и могут быть демонтированы.
На фиг. 2 показан выносной элемент клапана разности давлений, на котором показан установочный механизм.
На фиг. 3 показан клапан разности давлений с показанной установочной шкалой.
На фиг. 4 показан клапан разности давлений, в котором регулировочная частью демонтирована с клапанной части.
На фиг. 5 проиллюстрирована запорная функция клапана разности давлений.
На фиг. 6А-6С проиллюстрирована функция промывания клапана разности давлений.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показано поперечное сечение одного из вариантов осуществления клапана согласно настоящему изобретению. Данный клапан содержит корпус (1) клапана, образующий поточный канал между входным отверстием и выходным отверстием. При этом внутри поточного канала расположено седло (2) клапана, выполненное с возможностью взаимодействия с конусом (3) клапана так, что проход потока через поточный канал может быть полностью или частично перекрыт.
Конус (3) клапана выполнен с возможность взаимодействия с мембраной (4) таким образом, что разница давлений на мембране обеспечивает ее изгиб. При этом конус (3) клапана прикреплен к стержню (5), отклоняемому элементом любого типа с возможностью отклонения мембраны; в нижеследующем описании в качестве примера упомянутого элемента принята пружина (6).
В упомянутом варианте осуществления раскрыто устройство, в котором перемещение, например, вращение, установочного корпуса (8) относительно корпуса (1) клапана обеспечивает изменение величины смещения, например, натяжения, смещающего элемента (6), например, пружины, причем в одном из вариантов осуществления обеспечена возможность блокировки данного перемещения, например, посредством блокирующего механизма. В показанном варианте осуществления это может быть обеспечено посредством корпуса (7) пружины, выполненного неподвижным относительно корпуса (1) клапана, причем возможность регулировки уставки (то есть, изменения натяжения смещающего элемента (6)) обеспечена посредством перемещения, например, вращения, установочного корпуса (8) относительно корпуса (7) пружины; при этом блокирующий механизм обеспечивает фиксацию упомянутых корпусов относительно друг друга, что обеспечивает сохранение уставки неизменной до разблокировки упомянутого блокирующего механизма. Дополнительным признаком показанного варианта осуществления является подъемник (11) пружины, образующий преобразователь перемещения установочного корпуса (9) в изменение смещения смещающего элемента (6), например, но без ограничения, посредством взаимного винтового соединения.
В показанном примере варианта осуществления часть пружины (6) окружена и соединена с нижней частью подъемника (11) пружины. Кроме того, подъемник (11) пружины соединен с корпусом (7) пружины так, что наружная часть (7а) корпуса пружины окружает часть подъемника (11) пружины, и, следовательно, пружина (6) и внутренняя часть (7b) корпуса пружины окружены подъемником (11) пружины и, следовательно, упомянутая часть пружины (6). В показанном варианте осуществления подъемник (11) пружины и корпус (7) пружины выполнены с взаимным винтовым соединением так, что вращение подъемника (11) пружины обеспечивает его перемещение в направлении вниз или вверх относительно упомянутой пружины для изменения ее натяжения и величины смещения вследствие упомянутого соединения в нижнем положении. В показанном варианте осуществления упомянутое взаимное винтовое соединение образовано на внутренней части (7а) корпуса пружины, но может равным образом быть образовано на наружной части (7b) корпуса пружины.
Концевая поверхность наружной части (7b) корпуса пружины примыкает к концевой поверхности установочного корпуса (8) с частичным окружением пружины (6), внутренней части (7а) корпуса пружины и подъемника (11) пружины. Установочный корпус (8) и подъемник (11) пружины взаимно соединены таким образом, что вращение установочного корпуса (8) обеспечивает вращение подъемника (11) пружины и также обеспечивает возможность его перемещения в направлении вверх и вниз, например (но без ограничения), по принципу промежуточного колеса, в соответствии с которым на внутренних и наружных поверхностях частей (8, 11) обеспечено наличие выступов, выполненных с возможностью соединения друг с другом, или на одной из частей (8, 11) обеспечено наличие выступов, выполненных с возможностью вставки внутрь канавок, выполненных в другой части из упомянутых частей.
Стержень (5) выступает из корпуса (1) клапана и входит во внутренний канал внутренней части (7а) корпуса пружины, причем фиксация упомянутого стержня на направляющем элементе (10) пружины обеспечена любым способом, обеспечивающим возможность прикрепления и открепления стержня и направляющем элементе относительно друг друга, например, но без ограничения, посредством соединения пальца (20) и канавки (21), как описано более подробно далее.
Один из аспектов клапана согласно настоящему изобретению показан, например, на фиг. 1. Клапан содержит клапанную часть (60), содержащую корпус (1) клапана со всеми деталями внутри него, такими как конус (3) клапана, мембрана (4), стержень (5) и другие подобные детали, и регулировочную часть (61), образованную корпусом (7) пружины и установочным корпусом (8) с запорной ручкой (12) и средствами внутри данной части, такими как пружина (6), направляющий элемент (10) пружины и другие, но за исключением стержня (5).
Клапанная часть (60) содержит детали, выполненные с возможностью контактировать с рабочими средами системы, например, с текучей средой, протекающей от входного отверстия до выходного отверстия и контактирующей с первой стороной мембраны (4) через первое напорное отверстие (62), и с рабочими средами для выравнивания давления, контактирующими со второй стороной мембраны (4) через второе напорное отверстие (63).
Таким образом, клапанная часть (60) должна быть образована из материалов, устойчивых к параметрам и давлениям текучих сред, и образована, как правило, из металла.
Регулировочная часть (61) прикреплена к клапанной части (60) и, таким образом, к выступу (64) корпуса (1) клапана, однако ее внутреннее пространство герметизировано относительно корпуса клапана, например, посредством кольцевого уплотнения (65), выполненного внутри выступа (64), что предотвращает контакт текучих сред с регулировочной частью (61) или с ее внутренним пространством. Это обеспечивает возможность изготовления некоторых или каждых из частей регулировочной части (61) из более дешевых материалов по сравнению с клапанной частью (60), например, из пластиков, которые не являются подходящими в качестве материалов клапанной части (60).
Стержень (5) расположен так, что одна его часть расположена внутри корпуса (7) пружины и установочного корпуса (8) регулировочной части (61), и другая часть расположена внутри корпуса (1) клапана клапанной части (60), где стержень соединен с конусом (3) клапана (как упомянуто выше), и поэтому предпочтительно изготовлен из материала, который также устойчив к воздействию текучих сред.
Вследствие полной герметичности регулировочной части (61) относительно всех текучих сред внутри клапанной части (60) обеспечена не только возможность ее изготовления из дешевых и менее устойчивых материалов, но также и возможность ее отсоединения от клапанной части (60) даже, когда последняя соединена с потоковой системой, и возможность сохранения уставок до момента повторного прикрепления регулировочной части или, другими словами, до момента повторной сборки клапана посредством соединения регулировочной части (61) с клапанной частью (60).
Далее более подробно описано изменения уставки, фиксирование при разборке, и сборка/разборка.
Как показано на фиг. 2, вращение установочного корпуса (8) относительно корпуса (7) пружины, прикрепленного к корпусу (1) клапана, обеспечивает изменение уставки и вращение подъемника (11) пружины вследствие их взаимного соединения. При этом взаимное винтовое соединения подъемника (11) пружины и корпуса (7) пружины обеспечивает возможность перемещение подъемника (11) пружины в направлении вверх и вниз с изменением натяжения пружины (6) и, следовательно, величины смещения мембраны (4) и в результате уставки давления; что показано на фиг. 2, где нижняя часть подъемника (11) пружины поднята относительно корпуса (7) пружины и относительно положения с фиг. 1, что обеспечивает уменьшение расстояния от нижнего положения до направляющего элемента (10) пружины, задающего самое верхнее положение пружины (6) аналогично тому, как его самое нижнее положение задано нижним положением подъемника (11). При этом расстояние между упомянутыми положениями определяет величину натяжения пружины (6), обеспечивающее смещение стержня (5) с передачей смещения мембране (4) посредством конуса (3) клапана.
В одном из вариантов осуществления содержится блокирующий механизм для предотвращения возможности вращения установочного корпуса (8) относительно корпуса (7) пружины в заблокированном положении и для обеспечения возможности вращения в разблокированном положении. При этом также может быть выполнен фиксирующий механизм для предотвращения перемещения блокирующего механизма при переключении из заблокированного положения в разблокированное положение. В другом варианте осуществления установочный корпус (8) выполнен с возможностью взаимодействия корпусом (7) пружины с преодолением силы упругости или силы трения так, что изменение уставки возможно только при преодолении некоторого усилия, причем это усилие является достаточным для сохранения упомянутых относительных положений даже когда регулировочная часть (61) откреплена от клапанной части (60) и при повторном прикреплении. В результате обеспечена возможность сохранения всех уставок во время разборки клапана при снятии регулировочной части (61) с клапанной части (60), поскольку при этом не оказывается влияние на величину смещения пружины (6).
В одном из вариантов осуществления клапан содержит на установочном корпусе (8) (как показано на фиг. 3), метки (17) шкалы уставки для визуализации текущей уставки системы, представляющей собой натяжение пружины (6), также непосредственно связанное с уставкой давления, причем визуализация может быть соотнесена с тем, насколько глубоко подъемник (11) пружины расположен внутри корпуса (7) пружины.
Как описано выше, в собранном состоянии выходящий из корпуса (1) клапана стержень (5) входит во внутренний канал внутренней части (7а) корпуса пружины, причем фиксация упомянутого стержня на направляющем элементе (10) пружины осуществлена любым способом, обеспечивающим возможность прикрепления и открепления данного стержня и направляющего элемента относительно друг друга, например, но без ограничения, посредством соединения пальца (20) и канавки (21). В показанных вариантах осуществления упомянутое соединение образовано пальцем (21), представляющим собой часть стержня (5) и выполненным с возможностью вставки в отверстие канавки (21) на нижнем конце направляющего элемента (10) пружины в собранном положении, то есть при заданном угловом положении регулировочной части (61) относительно клапанной части (60). При осуществлении вращения до рабочего положения, то есть в угловое положение регулировочной части (61) относительно клапанной части (60), в котором данные части зафиксированы для обеспечения работы клапана, палец (20) ввернут в полость канавки (20), причем упомянутый палец фиксирован в ней от любого перемещения в верхнем или нижнем направлении стержня (5) относительно направляющего элемента (10) пружины.
В собранном рабочем положении регулировочная часть (61) зафиксирована на клапанной части (60), и обеспечено удерживание упомянутых частей вместе посредством любого известного способа; в показанном варианте осуществления это осуществлено посредством выступа (40), частично окружающего нижний участок корпуса (7) пружины и выполненного с возможностью вставки в канавку (41) соответствующей формы, выполненную в верхней части корпуса клапана, что предотвращает снятие данных корпусов друг от друга. При вращении регулировочной части (61) относительно клапанной части (60) до собранного положения выравнивание пальца (20) относительно отверстия канавки (21) обеспечивает выравнивание упомянутого выступа с участком, на котором в корпусе (1) клапана не выполнено никаких препятствий, что предотвращает возможность снятия ее с клапанной части (60).
Как показано на фиг. 4, запорный механизм (42) обеспечивает фиксацию соединения регулировочной части (61) с клапанной частью (60) в рабочем положении до момента разблокировки и может представлять собой обычное защелкивающее устройство (42), предотвращающее вращение упомянутых частей из рабочего положения в собранное положение, при этом упомянутое устройство может быть высвобождено посредством вытягивания защелки с высвобождением упомянутых частей и обеспечения возможности их вращения относительно друг друга. Аналогичным образом в собранном положении обеспечен автоматическое вхождение защелкивающего устройства в заблокированное положение. Специалисту в данной области техники известен способ осуществления вышеописанного.
Далее описаны дополнительные признаки клапана согласно настоящему изобретению, в частности запорная функция и функция промывания.
К направляющему элементу (10) пружины прикреплена запорная ручка (12), и на фиг. 5 проиллюстрирована функция данной ручки по перекрытию потока через клапан согласно настоящему изобретению.
Запорная ручка (12) соединена с запорным подъемником (18) таким образом, что вращение запорной ручки (12) смещает запорной подъемник (18) в направлении вверх или вниз вплоть до достижения им положения, в котором упомянутое вращение принудительно обеспечивает перемещение запорной ручки (12) вниз, или, как вариант, упомянутое вращение обеспечивает принудительное перемещение запорной ручки (12) вниз и перемещение запорного подъемника (18) вверх одновременно. Кроме того, запорная ручка (12) имеет верхнее соединение (30) с направляющим элементом (10) пружины, выполненное, например, в виде поверхности, упирающейся в верхнюю поверхность направляющего элемента (10) пружины. Достижение запорным подъемником (18) кромки (31) установочного корпуса предотвращает его дальнейшее смещение в направлении вверх, оставляя возможность смещения запорной ручки (12) только в направлении вниз и посредством верхнего соединения (30) обеспечивает принудительное перемещение направляющего элемента (10) пружины, стержня (5), конуса (3) клапана вниз вплоть до соединения конуса (3) клапана с седлом (2) клапана для перекрытия любого потока через клапан. Упомянутая система образована так, что вращением запорной ручки (12) в противоположном направлении обеспечена возможность перемещения конуса (3) клапана от седла (2) клапана, причем конус клапана эффективно фиксирован на данном седле (2) клапана и не подвержен воздействию сил, воздействующих на противоположные стороны мембраны (4), до повторного смещения системы обратно в рабочее положение посредством обратного вращения.
В показанном варианте осуществления для перекрытия клапана ручка (12) оснащена внутренней резьбой, выполненной совпадающей с внешней резьбой на запорном подъемнике (18), частично расположенном внутри установочного корпуса (8) и в соединении с направляющим элементом (10) пружины с предотвращением вращение подъемника и направляющего элемента относительно друг друга, например, вследствие совпадения формы поперечного сечения упомянутого канала в запорном подъемнике (18) с формой поперечного сечения верхней части направляющего элемента (10) пружины, например, шестиугольной формы. Следует отметить, что упомянутые подъемник и направляющий элемент не выполнены фиксированными относительно друг друга, то есть обеспечена возможность свободного скольжения направляющего элемента (10) пружины в направлении вверх и вниз внутри упомянутого канала в запорном подъемнике (18) также и при перекрытии клапана, как описано далее.
В отличие от состояния перекрытия, в обычном режиме работы клапана с регулированием давления (когда запорная функция не задействована) наиболее низкая поверхность запорного подъемника (18) всегда опирается на верхнюю поверхность направляющего элемента (10) пружины, что обеспечивает возможность свободного перемещения соединенных направляющего элемента (10) пружины, стержня (5) и конуса (3) клапана внутри установочного корпуса (8) и, соответственно, внутри регулировочной части (61).
Вращение направляющего элемента (10) пружины относительно корпуса (7) пружины дополнительно предотвращено любым способом, например, за счет формы (например, шестиугольной или имеющей выступы на, соответственно, внутренних и наружных поверхностях частей (7, 10), взаимно соединенных друг с другом, или выступов на одной из частей (7, 10), выполненных с возможностью вставки внутрь канавок в другой из упомянутых частей). Поскольку таким образом предотвращено вращение направляющего элемента (10) пружины относительно корпуса (7) пружины, фиксированного относительно корпуса (1) клапана и предотвращено вращение запорного подъемника (18) относительно направляющего элемента (10) пружины, вращение запорной ручки (12) может обеспечить только смещение подъемника (18) в направлении вниз и вверх для обеспечения, в результате, режима работы, как описано выше. При этом упомянутые резьбы обеспечивают фиксированный контакт конуса (3) клапана с седлом (2) клапана вплоть до повторного вращения запорной ручки (12).
На фиг. 6А-6С показан другой возможный признак другого варианта осуществления настоящего изобретения, в котором обеспечена возможность промывания посредством вспомогательного устройства, причем клапан принудительно приведен в открытое положение. Это особенно уместно при заполнении или промывании систем, в которых установлен клапан согласно настоящему изобретению, например, труб, радиаторов и других подобных систем. Для этого в варианте осуществления, показанном на фиг. 6А, к клапану необходимо прикрепить промывочное вспомогательное устройство (70) после снятия регулировочной части (61), причем прикрепление и открепление вспомогательного устройства (70) осуществляется аналогично регулировочной части (61), и поэтому вспомогательное устройство имеет аналогичные признаки. Вспомогательное устройство (70) содержит средства для фиксации стержня (10) в открытом положении, например, как в показанном варианте, в котором верхнее отверстие во вспомогательном устройстве (70) выполнено с возможностью вмещения пальца (20) в собранном положении, причем вращение до рабочего положения обеспечивает опору пальца (20) на верхнюю поверхность вспомогательного приспособления (70), что предотвращает любое направленное вниз перемещение стержня (10). В одном не показанном варианте осуществления настоящего изобретения определенное вращение части вспомогательного устройства (70) принудительно перемещает верхнюю поверхность данного приспособления и, следовательно, стержень (10) вверх в открытое положение.