СЕКЦИЯ РАДИАТОРА ОТОПЛЕНИЯ

Полезная модель относится к отопительным приборам, в частности к алюминиевым радиаторам, выполненным из соединенных между собой секций, предназначенных для передачи тепла в обогреваемое помещение при движении теплоносителя по внутренним каналам радиатора.
Следует отметить, что допущенные ошибки проектирования, монтажа, эксплуатации или конструктивные недостатки задействованных устройств могут стать причиной неполадок в работе системы отопления. В частности, одним из сбоев работы системы является гидроудар. Он характеризуется резким повышением внутреннего давления, следствием чего может быть разрушение отопительного прибора. Аварийные ситуации в системе отопления возникают также при заморозке теплоносителя, в качестве которого наиболее часто используется вода. Когда вода превращается в лед и увеличивается ее объем, неизбежно происходит рост давления в радиаторе. При превышении критического значения давления происходит разрушение радиатора. Эффективными способами защиты являются различные специальные элементы, а также технические решения, позволяющие выиграть время до устранения причин аварии.
В процессе производства секции радиатора методом литья под высоким давлением для образования вертикального канала используют дополнительный закладной элемент, при извлечении которого на концевой части вертикального канала образуется технологическое отверстие. Закрытие такого отверстия осуществляют с помощью заглушки, присоединяемой с помощью сварки, резьбового или замкового соединения через герметизирующую, уплотнительную прокладку.
Известна секция радиатора отопления, состоящая из корпуса, заглушки и гидравлического уплотнителя - прокладки. Корпус имеет внутренние каналы, внешнюю поверхность с ребрами и закрываемое технологическое отверстие с крепежной частью под заглушку. Заглушка, прокладка и крепежная часть корпуса образуют неразъемное соединение (международные заявки WO 2011/012978, опубл. 03.02.2011; WO 2011/012981, опубл. 03.02.2011; WO 2013/168143, опубл. 14.11.2013). В качестве прокладки, предложено использовать торообразную деталь из неметаллического упругого материала. Прокладка находится между корпусом и заглушкой в выемке под небольшим сжимающим усилием, достаточным для предотвращения разгерметизации соединения в процессе эксплуатации радиатора.
Также известна секция радиатора отопления, которая содержит вертикальную центральную часть с боковыми теплорассеивающими элементами, внутренний вертикальный канал для теплоносителя, соединенный с верхним горизонтальным трубопроводом, расположенным в верхней части секции, и с нижним горизонтальным трубопроводом, расположенным в нижней части секции. При этом отверстие концевой части вертикального канала закрыто заглушкой с образованием неразъемного замкового соединения, герметизированного с помощью уплотнительной прокладки. Прокладка выполнена в виде мембраны, закрывающей всю поверхность отверстия (Патент РФ №144797, опубл. 27.08.2014 г.). Данное техническое решение обеспечивает защиту внутренней поверхности заглушки от действия агрессивной среды теплоносителя и осадка, а также обеспечивает повышение герметизирующих свойств соединения.
Предложенные технические решения направлены на повышение показателей надежности в соединении заглушки с корпусом литой секции радиатора. Однако, в случае возникновения сбоя и аварийных ситуаций в работе системы отопления, вызванных заморозкой системы отопления или действием избыточного давления (в частности, гидроударом), данные конструкции не позволяют снизить возможность разгерметизации радиатора.
Наиболее близким техническим решением является Секция радиатора отопления с присоединяемой заглушкой, содержащая внутренний вертикальный канал для теплоносителя с отверстием в концевой части, закрытым заглушкой с помощью замкового соединения, герметизированного уплотнительной прокладкой. Прокладка выполнена в виде мембраны выпуклой формы, обращенной внутрь вертикального канала, при этом между мембраной и заглушкой имеется емкость (WO 2015/173766, опубл. 19.11.2015 г.). Данное техническое решение направлено па обеспечение долговременной герметичности соединения между заглушкой и концевой частью вертикального канала секции радиатора, а также на предотвращение контакта теплоносителя с внутренней стальной поверхностью заглушки. Недостатком данной конструкции является отсутствие средств защиты от повышения давления в системе отопления в результате заморозки теплоносителя или гидроудара.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является снижение возможности разгерметизации секции радиатора отопления, вызванной заморозкой системы отопления или воздействием избыточного давления.
Технический результат достигается тем, что в секции радиатора отопления, содержащей внутренний вертикальный канал для теплоносителя с отверстием в концевой части, закрытым заглушкой с помощью замкового соединения, герметизированного уплотнительной прокладкой в виде мембраны, содержащей монтажную часть, расположенную по периметру, и выпуклую центральную часть с образованием емкости между мембраной и заглушкой, согласно полезной модели, заглушка выполнена с выступающей наружу донной частью, а центральная часть мембраны со стороны, обращенной к заглушке, содержит ребра жесткости и компенсатор, вертикально ориентированный в упомянутой емкости с возможностью упора в донную часть заглушки, при этом емкость служит для компенсации повышения давления, возникающего в секции радиатора.
Центральная часть мембраны может быть выполнена в виде усеченного конуса.
Центральная часть мембраны может представлять собой усеченный конус, вокруг которого расположен буртик.
Монтажная часть мембраны может содержать по краю выступы.
Компенсатор может быть снабжен пружиной.
В частных случаях компенсатор может быть выполнен в виде сплошного цилиндра с расширением в нижней части и при этом может быть снабжен пружиной.
Возможность осуществления заявляемого технического решения с приведенной выше совокупностью признаков, а также возможность реализации назначения могут быть подтверждены чертежами и описанием примера конструкции секции радиатора отопления.
На фиг. 1 представлена концевая часть вертикального канала секции радиатора, закрытая заглушкой с выступающей наружу донной частью и уплотнительной прокладкой в виде мембраны с монтажной частью и выпуклой дугообразной центральной частью, содержащей с нижней стороны ребра жесткости и компенсатор (продольный разрез).
На фиг. 2 представлена мембрана с монтажной и выпуклой дугообразной центральной частью, содержащей с нижней стороны ребра жесткости и компенсатор (2а - вид спереди, 2б - вид снизу, 2в - продольный разрез).
На фиг. 3 представлена мембрана, выпуклая центральная часть которой выполнена в виде усеченного конуса (общий вид).
На фиг. 4 представлена мембрана, центральной часть которой представляет собой усеченный конус, вокруг которого расположен бур гик (общий вид).
На фиг. 5 представлена мембрана, монтажная часть которой по краю содержит выступы (вид снизу).
На фиг. 6 представлена концевая часть вертикального канала секции радиатора с заглушкой и уплотнительной прокладкой в виде мембраны, изображенной на фиг. 4, у которой компенсатор выполнен в виде сплошного цилиндра с расширением в нижней части (продольный разрез).
На фиг. 7 представлена концевая часть вертикального канала секции радиатора с заглушкой и уплотнительной прокладкой в виде мембраны, изображенной на фиг. 4, у которой компенсатор снабжен пружиной (продольный разрез).
Алюминиевый радиатор состоит из секций 1. Каждая секция 1 имеет внутренний канал 2 для движения теплоносителя с технологическим отверстием 3. Заглушка 4 с выступающей наружу донной частью и прокладка в виде мембраны 5 закрывают технологическое отверстие 3, при этом между заглушкой и мембраной образуется компенсационная емкость 6 (фиг. 1). Мембрана 5 имеет монтажную часть 7 и выпуклую центральную часть 8 (фиг. 2). Со стороны, обращенной к заглушке, центральная часть мембраны 8 содержит компенсатор 9 и ребра жесткости 10 (фиг. 1, 2). В частном случае выпуклая центральная часть мембраны 8 выполнена в виде усеченного конуса (фиг. 3). В другом частном случае центральная часть мембраны представляет собой усеченный конус 11, вокруг которого расположен буртик 12 (фиг. 4). Монтажная часть мембраны 7 по краю может содержать выступы 13 (фиг. 5). Компенсатор 9 может быть выполнен в виде сплошного цилиндра с расширением в нижней части (фиг. 6). Компенсатор может быть снабжен пружиной 14 (фиг. 7).
Секцию радиатора 1 изготавливают в машине для литья под высоким давлением, например, из алюминиевого сплава системы алюминий-кремний-медь. При этом на концевой части вертикального канала 2 создают выступ 15 (фиг. 1, 6, 7). Если в процессе литья секции на концевой части вертикального канала 2 образуются заусенцы, их удаляют методами механической обработки. Это необходимо для дальнейшего соединения заглушки 4 с концевой частью вертикального канала 2 и предотвращения повреждения прокладки-мембраны 5.
Заглушку 4 с выступающей наружу донной частью изготавливают методом штамповки из стального листового проката, покрытого алюминием.
Мембрану 5 с монтажной частью 7 и выпуклой центральной частью 8, содержащей компенсатор 9 и ребра жесткости 10 (фиг. 2, 5) изготавливают из неметаллических материалов, способных выдерживать требуемые эксплуатационные значения давления и температуры системы отопления. Такими материалами являются, например, термостойкие эластомеры на основе фторкаучука, этилен - пропиленовый сополимер. Данные материалы позволяют мембране сохранять рабочую форму до момента появления избыточного давления (из-за гидроудара или другим причинам).
Мембрану 5 размещают внутри заглушки 4 таким образом, чтобы компенсатор 9 и ребра жесткости 10, расположенные на выпуклой центральной части мембраны 8, были обращены в сторону заглушки 4. При этом монтажная часть мембраны 7 должна плотно прилегать к внутренней боковой поверхности заглушки 4. После этого заглушку 4 с размещенной в ней мембраной 5 небольшим торцевым усилием прижимают к концевой части вертикального канала 2 и выполняют инструментом ее деформацию по выступу 15 до получения замкового соединения. Замковое соединение обеспечивает герметичность и надежность конструкции при эксплуатации радиатора отопления. В целях предотвращения смещений мембраны в процессе создания замкового соединения на ее монтажной части 7 может быть выполнена фиксирующая канавка 16 (фиг. 2в) для размещения в ней концевой части вертикального канала 2, а также по краю монтажной части 7 мембраны могут быть выполнены выступы 13 (фиг. 5). Мембрана 5 полностью закрывает технологическое отверстие концевой части вертикального канала, изолируя внутреннюю поверхность заглушки.
После подключения радиатора к системе отопления уплотнительная прокладка - мембрана 5 работает в стандартном режиме, при котором она воспринимает рабочее давление системы отопления на внешней поверхности с малыми упругими деформациями. В случае возникновения причин, приводящих к скачку давления, деформация мембраны 5 увеличивается, внешняя поверхность ее выпуклой центральной части 8 начинает прогибаться (вминаться) в компенсационную емкость 6 и двигаться в сторону заглушки 4. Это компенсирует избыточное давление и тем самым предотвращает разрушение стенок каналов радиатора. При этом увеличенный объем компенсационной емкости 6 за счет выступающей наружу донной части заглушки, а также повышающие упругие свойства мембраны ребра жесткости 10 и компенсатор 9, который выполнен с возможностью упора в донную часть заглушки, позволяют системе выдерживать достаточно большие перепады давления. Для дополнительного повышения упругих свойств компенсатора 9 и надежности его упора в донную часть заглушки он может быть выполнен в виде сплошного резинового цилиндра с расширением в нижней части (фиг. 6). Для лучшей упругости и восстановления формы мембраны после снятия избыточного давления компенсатор 9 может быть дополнительно снабжен пружиной 14 (фиг. 7).
Во избежание возможной деформации монтажной части 7 мембраны середину центральной части мембраны, выполненную в виде усеченного конуса 11, отделяют от монтажной части буртиком 12 (фиг. 4). В этом случае под действием избыточного давления прогибается в основном середина, а буртик 12 препятствует деформации монтажной части 7 мембраны. Это позволяет предотвратить нарушение герметичности системы в случае, когда не удается достаточно быстро устранить аварийную ситуацию.
При возвращении давления системы отопления в рабочее состояние избыточное давление, имеющееся теперь внутри компенсационной емкости 6, приводит к восстановлению ее формы до исходного состояния.
Таким образом, предложенная полезная модель позволяет снизить возможность разгерметизации секции радиатора отопления, вызванной заморозкой системы отопления или воздействием избыточного давления. При этом высокая герметичность соединения заглушки с концевой частью вертикального канала, а также защита внутренней поверхности заглушки от действия агрессивной среды теплоносителя и осадка обеспечиваются не хуже, чем в прототипе.