ВСТАВНОЙ КЛАПАН
CARTRIDGE-TYPE VALVE

Изобретение касается вставного клапана для радиатора, в частности секционного, с корпусом, седлом, выполненным на опоре, затвором, взаимодействующим с седлом, и устройством предварительной регулировки.
Такой вставной клапан известен, например, из DE 10349925. Там устройство предварительной регулировки представляет собой вставку, которая помещена в корпус так, что она может вращаться в нем, и боковое впускное отверстие, которое может в большей или меньшей мере совмещаться с входным отверстием корпуса. Одновременно вставка предназначена для отклонения жидкости, которая течет со стороны цилиндрической стенки корпуса так, чтобы она обтекала затвор через седло клапана. Такое относительно сложное управление потоком жидкости необходимо для того, чтобы избежать так называемого гидравлического удара. Гидравлический удар может возникнуть, если жидкость обтекает затвор с неправильной стороны, то есть не через седло клапана. В этом случае, пока затвор находится на небольшом расстоянии от седла клапана он часто мгновенно опускается на седло. Вследствие этого повышается давление, это повышение проявляется в виде слышного хлопка. Из-за гидравлического удара подвергаются нагрузке, вплоть до разрушения, и другие детали системы отопления.
Если такой клапан использовать в секционном радиаторе, то, как правило, первая секция радиатора используется в качестве стояка. Поэтому во вставном клапане сбоку имеется первое отверстие, через которое к седлу может поступать, например, текущая через стояк сетевая вода, так что затвор обтекается через седло клапана. После этого вода, поток которой регулируется с помощью затвора, через второе отверстие, которое помещается с торца известным образом, может течь в остальные части радиатора.
В основе изобретения лежит задача, предложить простой способ предварительной регулировки такого клапана.
Во вставном клапане раскрытого вначале вида эта задача решена благодаря тому, что устройство предварительной регулировки имеет экран, который идет от опоры седла и вместе с корпусом образует промежуточное пространство, а также регулировочную втулку, которая взаимодействует с экраном. При этом экран и втулка имеют по меньшей мере по одному отверстию, а взаимное наложение этих отверстий можно регулировать.
При такой конструкции для устройства предварительной регулировки уже не нужно выделять часть корпуса, чтобы обеспечить различные сечения потока жидкого теплоносителя. Более того, это устройство можно установить во вставной клапан независимо от корпуса. Это обеспечивает большую свободу при конструировании корпуса. При крупносерийном производстве можно снизить производственные затраты, так как одно и то же устройство можно применять для различных корпусов. Благодаря применению экрана-стенки, взаимодействующей с втулкой, то есть другой стенкой, достигается большое разнообразие предварительных регулировок. В этом случае большее или меньшее сечение потока обеспечивается посредством простого увеличения или уменьшения соответствующего размера втулки и экрана.
Экран предпочтительно выполнен с той же стороны опоры седла клапана, с которой также расположен затвор. В этом случае устройство предварительной регулировки действует на "вытекающую" сетевую воду или жидкий теплоноситель, то есть на воду, которая уже прошла через седло клапана. Это во многих отношениях благоприятно сказывается на шумовых характеристиках встраиваемого клапана.
Размер экрана в направлении перемещения затвора клапана предпочтительно должен соответствовать, по крайней мере, максимальной длине хода затвора. Итак, можно создать предпосылки для того, чтобы экран постоянно действовал на вытекающую сетевую воду, независимо от положения затвора относительно седла клапана. Это обеспечивает несложную регулировку во всем рабочем диапазоне вставного клапана.
Предпочтительно втулка должна входить в промежуточное пространство. Таким образом, в радиальном направлении экран поддерживается снаружи. Опасность того, что экран нежелательным образом деформируется из-за возникающих в клапане давлений жидкости, невелика.
Кроме того, при этом втулка заполняет промежуточное пространство, по крайней мере, частично, поэтому в указанном пространстве оказывается влияние на поток сетевой воды.
Предпочтительно втулка должна простираться до опоры седла клапана. Это облегчает производство. Можно собрать втулку, так сказать, до упора к опоре седла или собрать опору седла до упора к втулке, причем в любом случае достигается определенная ориентация этих двух деталей относительно друг друга.
Предпочтительно выполнить по меньшей мере одно отверстие, создав по образующей окружности вырез в экране и/или втулке. Итак, отверстие, в зависимости от требований, может представлять собой проход большей или меньшей ширины. Если втулку вращают относительно экрана, то проход возникает, соответственно, в том месте, где накладываются оба отверстия. Ширину прохода по окружности можно изменять посредством вращения втулки относительно экрана.
Количество вырезов в экране и втулке предпочтительно должно быть одинаковым. Благодаря этому каждому вырезу в экране соответствует определенный вырез во втулке. Это облегчает сборку втулки и экрана. Кроме того, это позволяет без больших затрат реализовать необходимую предварительную регулировку.
Предпочтительно экран и втулка должны иметь по несколько вырезов, равномерно распределенных по образующей окружности. Благодаря этому поддерживается равновесие по давлению между экраном и втулкой. Благодаря этому равновесию гомогенизируется поток вытекающей из клапана воды. Одновременно это благоприятно влияет на шумовые характеристики.
Предпочтительно экран и втулка в районе смежных поверхностей должны быть выполнены в форме цилиндра. Этот особенно простой способ позволяет вращать относительно друг друга экран и втулку. Цилиндрические поверхности изготавливаются сравнительно несложно. Экран выполняется в форме цилиндра, втулка - в форме полого цилиндра.
Предпочтительно втулка должна быть соединена с корпусом втулки, который со стороны, противоположной опоре седла, имеет область для приложения вращающего момента. Если корпус втулки вращать рукой за область для приложения вращающего момента, то поворачивается и втулка. Благодаря этому предварительную регулировку можно осуществлять, так сказать, через вставной клапан, то есть и в том случае, когда клапан уже вмонтирован в радиатор.
Предпочтительно в стенке области для приложения вращающего момента должны иметься по крайней мере две выемки. Это позволяет изготавливать корпус втулки относительно просто, например литьем.
Предпочтительно с устройством для приложения вращающего момента должен входить в зацепление привод. Привод проходит через участок корпуса с меньшим диаметром, на прилегающем к этому участку уступе он прилегает к корпусу изнутри. Уступ предотвращает выдавливание привода из корпуса под действием давления жидкого теплоносителя. Кроме того, можно позаботиться о том, чтобы привод был доступен снаружи. В простейшем случае привод выступает из корпуса наружу.
Предпочтительно в приводе должен быть установлен сальник. Через сальник проходит приводной палец, который, в свою очередь, воздействует на шток или толкатель клапана.
Предпочтительно корпус втулки должен образовывать направляющую для штока клапана, к которому крепится затвор. Итак, корпус втулки выполняет дополнительную функцию. При этом пружина для открытия клапана предпочтительно должна находиться между корпусом втулки и штоком клапана. Так как сальник вставлен в привод, а привод может вращаться только вместе с корпусом втулки, при предварительной регулировке никакого движения приводного штока относительно штока клапана не возникает. Благодаря этому риск утечки остается небольшим.
Предпочтительно корпус имеет верхнюю часть и нижнюю часть с опорой седла клапана. Многосекционный корпус обеспечивает большую свободу при конструировании отдельных деталей.
При этом, в частности, нижнюю часть корпуса предпочтительно выполнить в виде пластмассовой детали. Такую деталь можно изготовить, например, способом литья под давлением. Это позволяет изготавливать, в том числе, делали сложной формы.
Далее изобретение раскрыто на основе предпочтительного примера реализации, описание сопровождается чертежами. На чертежах показано:
На Фиг.1 показан вставной клапан в разрезе I-I согласно фиг.2.
На Фиг.2 показан разрез II-II согласно фиг.1.
На Фиг.3 показан разрез III-III согласно фиг.2.
На Фиг.4 изображены в аксонометрии нижняя часть корпуса и корпус втулки.
Вставной клапан 1, представленный на фиг.1-3, имеет корпус, который в основном состоит из верхней части 2 и нижней части 3. Верхняя часть 2 имеет резьбу 4, с помощью которой вставной клапан 1 может ввинчиваться в радиатор (радиатор подробно не показан). Уплотнение 5 уплотняет соединение между радиатором и клапаном 1. Для установки терморегулирующей насадки (также подробно не показана) предусматривается определенная геометрия 6.
Нижняя часть 3 имеет опору 7, на которой выполнено седло 8 клапана. С седлом взаимодействует затвор 9. Затвор 9 крепится к штоку 10 клапана, с помощью которого он может приводиться в движение. Более подробное объяснение последует ниже.
Нижняя часть 3 имеет входной канал 11, от которого ответвляется канал 12 седла клапана. Между опорой седла и внутренней стенкой нижней части корпуса 3 предусматривается зазор 13. Через этот зазор может течь к выходному отверстию 14 жидкий теплоноситель, например сетевая вода, которая проходит между седлом 8 и затвором 9.
Как следует, в частности, из фиг.2 и 3, от опоры 7 отходит экран 15, который, в сущности, имеет форму полого цилиндра. По образующей окружности в экране 15 имеется два выреза 16, каждый из которых образует отверстие. Вырезы 16 выполнены там, где также находится зазор между опорой 7 и внутренней стенкой нижней части корпуса 3. Оттуда жидкий теплоноситель, который проходит через вырезы 16, может попасть к выходному отверстию 14. Как видно из фиг.2, в радиальном направлении экран 15 помещается на некотором расстоянии от внутренней стенки нижней части 3, поэтому образуется промежуток, который в радиальном направлении заполняется втулкой 17, если она стоит в изображенном на фиг.2 положении.
Втулка 17 также выполнена в форме полого цилиндра, в стенке которого имеется два выреза 18. При том относительном положении втулки 17 и экрана 15, которое показано на фиг.2, вырезы 18 по углу помещаются там, где также находится зазор 13. Таким образом, когда втулка 17 развернута в положение, которое показано на фиг.2, то на поток жидкого теплоносителя она практически не влияет.
Как видно из фиг.3, втулка 17 доходит до опоры 7 седла, то есть она упирается в опору или, во всяком случае, находится от нее на небольшом расстоянии. Герметичность здесь не нужна.
В направлении перемещения затвора 9 как экран 15, так и втулка 17 имеют размер, который, по крайней мере, соответствует величине хода затвора 9.
Благодаря этому на жидкий теплоноситель, который проходит через зазор между седлом 8 клапана и затвором 9 и имеет радиальную компоненту потока, влияет экран 15 и втулка 17.
Если втулка 17 поворачивается относительно экрана 15, то перекрытие между вырезами 16 в экране 15 и вырезами 18 во втулке 17 уменьшается, и сетевая жидкость дросселируется сильнее. При этом в радиальном направлении втулка 17 и экран 15 прилагают друг к другу или находятся на сравнительно небольшом расстоянии друг от друга. Однако прохождение теплоносителя через зазор между экраном 15 и втулкой 17 имеет второстепенное значение. Теплоноситель, который находится внутри клапана 1, создает давление, которое прижимает экран 15 в радиальном направлении изнутри к втулке 17, а также прижимает втулку 17 в радиальном направлении изнутри к стенке нижней части 3, так что создается достаточная опора как для экрана 15, так и для втулки 17.
Втулка 17 крепится в корпусе 19 втулки, установленном в верхней части 2 корпуса с возможностью вращения. Корпус 19 втулки служит как в качестве направляющей для штока 10 клапана, так и в качестве опоры для пружины 20, которая нагружает в направлении открывания, то есть от седла 8, шток 10, а вместе с ним и затвор 9.
Корпус 19 с той стороны, которая противоположна седлу 8 клапана, имеет область 21 для приложения вращающего момента, образованную двумя выемками 22 в стенке корпуса 19, точнее сказать боковыми поверхностями выемок 22.
С областью для приложения вращающего момента взаимодействует привод 23, имеющий два пальца 24, которые входят в выемки 22.
С той стороны, которая противоположна нижней части 3, привод 23 выступает из верхней части 2 корпуса. При этом привод увеличенным диаметром 25 прилегает к уступу 26, который образован в верхней части 2, так как здесь верхняя часть 2 имеет участок 27 корпуса с уменьшенным внутренним диаметром.
Привод 23 прочно соединен с кольцом 28, которое можно вращать снаружи. При вращении кольца 28 поворачивается также привод 23, а вместе с ним и корпус втулки 19.
В привод 23 ввинчен сальник 29, через который проходит палец 30, с помощью которого на шток 10 клапана и затвор 9 действует упомянутая выше, но подробно не показанная, терморегулирующая насадка.
Нижняя часть 3 корпуса выполнена из пластмассы, предпочтительно способом литья под давлением. Нижняя часть 3 и верхняя часть 2 привинчиваются друг к другу.
Чтобы собрать вставной клапан 1, привод вставляют в верхнюю часть 2 с той стороны, с которой затем будет привинчена нижняя часть 3. Затем в верхнюю часть 2 вставляют корпус 19 втулки со штоком 10 клапана и пружиной 20. После навинчивания нижней части 3 на верхнюю часть 2 клапан 1 практически готов.
Для регулировки клапана пользователь должен вращать кольцо 28, чтобы изменять перекрытие отверстий в экране 15 и втулке 17, образованных вырезами 16, 18. Предпочтительно предусмотреть соответствующие маркировки, чтобы по положению кольца 28 можно было определить величину просвета, установленного в результате взаимодействия между экраном 15 и втулкой 17.