ЗАПОРНО-БАЛАНСИРОВОЧНЫЙ КЛАПАН

Полезная модель относится к арматуростроению узлов для гидравлических систем и предназначена для регулирования и контроля потока гидравлической среды (или теплоносителя и холодоносителя) через клапан в системе отопления и охлаждения. А также для контроля и измерения количества рабочей среды (жидкости), проходимой через клапан (вентиль) при помощи дифференциального манометра (прибора для измерения перепада давления на клапане).
Балансировочный клапан или балансировочный вентиль - это устройство или вид водопроводной арматуры, предназначенный регулировать проходимое сечение для пропуска жидкости заданного расхода. Расход - это количество проходимой через клапан рабочей среды (жидкости) в единицу времени. Расход меняется в зависимости от сечения между седелкой и клапаном, что соответствует конкретному перепаду давления на клапане (до и после клапана), при помощи прибора (дифференциального манометра). Эта разница давления измеряется и пересчитывается прибором либо при помощи формул в расход жидкости на клапане, то есть в фактическое количество жидкости, проходимое через клапан в единицу времени. Другими словами, балансировочный клапан предназначен, чтобы регулировать количество жидкости проходящей к потребителю (источнику).
Регулировка расхода жидкости обеспечивается увеличением или уменьшением проходимого сечения через клапан. Тем самым это сечение создает конкретное (заданное) гидравлическое сопротивление соответствующее положению (градуировке) на рукоятке клапана и если сечение уменьшать, то гидравлическое сопротивление, будет увеличиваться. А если сечение увеличивать, то гидравлическое сопротивление будет уменьшаться. При уменьшении проходимого сечения - расход падает.
Балансировочные клапаны применяются для регулировки расхода холодо и теплоносителя в системах горячего водоснабжения, отопления, вентиляции, холодоснабжения и систем кондиционирования с точностью ±5-10%. Балансировочные клапаны оснащаются расходомером или штуцерами, к которым возможно подключить для измерения любой дифференциальный манометр (прибор) от различных производителей. Балансировочный клапан может выполнять следующие функции: балансировка, преднастройка, закрытие, измерение и функцию дренажа, а так же имеет отдельное отверстие для подключения датчика температуры, что особенно актуально для учета тепловой энергии.
Например, известный балансировочный клапан ТА STAD 52 151-014 с дренажом укомплектован специальной рукояткой, которая имеет две шкалы и возможность фиксации настроек клапана. Это позволяет с большой точностью производить регулировку и балансировку клапана и при закрытии клапана сохранять (не сбивается) настройку клапана. С помощью этой рукоятки клапан может быть полностью перекрыт, повторные настройки после открытия не требуются. Наличие дренажного устройства на балансировочном клапане очень удобно, поскольку не нужно ставить дополнительных дренажных кранов на стояке.
Так, из US US 5291920, F16K 51/00, опубл. 08.03.1994, известен запорно-балансировочный клапан типа ТА STAD, предназначенный для регулирования и контроля потока через клапан в системе отопления и охлаждения, содержащий трубчатой формы корпус, имеющий входи выход, выполненные с элементами присоединения к ним трубопроводов, корпус выполнен с отходящим от него под углом к оси прохождения потока в направлении от входа до выхода трубчатым патрубком, используемым для установки в него выполненного с возможностью перемещения вдоль патрубка узла перекрытия проходного сечения корпуса в направлении от входа до выхода, выполненного с седлом и оснащенного рукояткой с механизмом перемещения этого узла, в корпусе выполнена наклонная перегородка, делящая полость корпуса на зону входа и зону выхода и выполненная с отверстием, имеющим посадочное гнездо для размещения седла узла перекрытия в зоне выхода при полном перекрытии проходного сечения корпуса, а так же корпус выполнен с двумя расположенными на стороне трубчатого патрубка на участке зоны входа двумя трубчатой формы коленами в виде глухих отверстий, продольные оси которых расположены наклонно к оси прохождения потока в направлении от входа до выхода под углом, противоположно направленным углу, под которым расположена продольная ось трубчатого патрубка, полость одного из колен в зоне дна каналом сообщена с полостью трубчатого патрубка на участке хода седла, а полость другого колена в зоне дна каналом сообщена с полостью корпуса в зоне входа, в указанных трубчатой формы коленах размещены ниппели для подсоединения устройств контроля давления в зоне входа и в зоне выхода, при этом корпус ниппеля, размещенного в трубчатой формы колене, сообщенном с зоной входа, выполнен с дренажным отводом, сообщенным с полостью зоны входа.
Это решение принято в качестве прототипа для заявленного объекта.
Недостаток данного запорно-балансировочного клапана заключается в том, что он используется с применением нескольких конструкций ниппелей. В базовом исполнении клапана применяются одинаковые ниппели, не имеющие приспособления для дренажа. Для соединений трубопроводов, требующих дренирование, один из ниппелей заменяется на другой, выполненный в корпусе, в котором смонтирован вывод для дренажа. Сами ниппели представляют собой устройства - обратные клапаны, которые вкручиваются в полость колен с использованием торцевого ключа. Эти колена и трубчатый патрубок для установки регулируемого затвора смонтированы в линию на одной стороне корпуса клапана. При наличии затвора в корпусе из-за его габаритов и размеров ручки, доступ к коленам ограничен, чем и обусловлена конструкция самих ниппелей. Эти ниппели выполнены в виде трубчатых узлов, вворачиваемых в колена. Ниппель с элементом дренажа выполнен с широким корпусом, который занимает все пространство между соседним коленом и корпусом затвора. В связи с этим затруднено подключение к выходу дренажа сливного трубопровода, так как для этого требуется гаечный ключ (в случае, если дренаж устанавливается в ручную) с открытым зевом, который используется для работы с гайками. Но для работы с таким ключом не хватает свободного места на клапане для ввода губок ключа и для его поворота. Это создает серьезные неудобства при присоединении сливного трубопровода к выходу дренажа. Кроме того, дренажный канал в этом специальном ниппеле проведен через канал сообщения полости колена с полостью корпуса клапана и через канал в самом ниппеле. Таким образом, дренаж в этом известном клапане представляет собой не сливную магистраль, а утечку жидкости. Эта утечка нужна для компенсации избытка давления в зоне входа, но не решает задачу слива жидкости из зоны входа. Для слива жидкости необходимо большое проходное сечение, а не дросселирование.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции за счет исключения специального ниппеля с дренажным отводом и повышении удобства технологического обслуживания за счет переноса дренажного отвода на сторону корпуса, противоположную расположению узла перемещения затвора и ниппелей.
Указанный технический результат достигается тем, что в запорно-балансировочном клапане, предназначенном для регулирования и контроля потока в системе отопления и охлаждения, содержащем трубчатой формы корпус, имеющий входи выход, выполненные с элементами присоединения к ним трубопроводов, корпус выполнен с отходящим от него под углом к оси прохождения потока в направлении от входа до выхода трубчатым патрубком, используемым для установки в него выполненного с возможностью перемещения вдоль патрубка узла перекрытия проходного сечения корпуса в виде затвора в направлении от входа до выхода, выполненного с седлом и оснащенного рукояткой с механизмом перемещения этого узла, в корпусе выполнена наклонная перегородка, делящая полость корпуса на зону входа и зону выхода и выполненная с отверстием, имеющим посадочное гнездо для размещения седла узла перекрытия в зоне выхода при полном перекрытии проходного сечения корпуса, а так же корпус выполнен с двумя расположенными на стороне трубчатого патрубка на участке зоны входа двумя трубчатой формы коленами в виде глухих отверстий, продольные оси которых расположены наклонно к оси прохождения потока в направлении от входа до выхода под углом, противоположно направленным углу, под которым расположена продольная ось трубчатого патрубка, полость одного из колен в зоне дна каналом сообщена с полостью трубчатого патрубка на участке хода седла, а полость другого колена в зоне дна каналом сообщена с полостью корпуса в зоне входа, в указанных трубчатой формы коленах размещены ниппели для подсоединения устройств контроля давления в зоне входа и в зоне выхода, при этом клапан оснащен дренажным отводом, сообщенным с полостью зоны входа, дренажный отвод выполнен в виде патрубка, размещенного на корпусе на участке от входа до наклонной перегородки внутри корпуса и на стороне корпуса, противоположной размещению трубчатого патрубка и трубчатой формы колен, при этом корпус так же выполнен с дополнительным трубчатой формы коленом с внутренней резьбой, расположенным на стороне дренажного отвода на участке от наклонной перегородки внутри корпуса до выхода.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 изображен внешний вид запорно-балансировочного клапана;
фиг. 2 - изображено продольное сечение корпуса запорно-балансировочного клапана;
фиг. 3 - запорно-балансировочный клапан в сборе и в разрезе.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция запорно-балансировочного клапана, применяемого для регулировки расхода холодо- и теплоносителя в системах горячего водоснабжения, отопления, вентиляции, холодоснабжения и систем кондиционирования. Этот клапан или вентиль предназначен регулировать проходимое сечение для пропуска жидкости заданного расхода.
Запорно-балансировочный клапан (фиг. 1 и 2), который встраивается в систему трубопроводов для регулирования и контроля потока в системе, например, отопления и охлаждения, содержит трубчатой формы корпус 1, имеющий вход 2 и выход 3, выполненные с элементами 4 присоединения к ним трубопроводов (элементы присоединения выполнены в виде внутренней резьбы входных и выходных частях корпуса и выполни наружной их поверхности с гранями под гаечный ключ). Корпус выполняется методом горячей штамповки из латуни марки ЛС-59-1 по ГОСТ 15527-70.
Корпус выполнен с отходящим от него под углом к оси прохождения потока в направлении от входа до выхода трубчатым патрубком 5, используемым для установки в него выполненного с возможностью перемещения вдоль патрубка узла перекрытия 6 проходного сечения корпуса в направлении от входа до выхода. Трубчатый патрубок 5 выполнен с внутренней резьбой для вворачивания узла перекрытия. Этот узел перекрытия 6 выполнен в виде затвора, выполненного с седлом 7 и оснащенного рукояткой 8 с механизмом перемещения этого узла.
В корпусе 1 выполнена наклонная перегородка 8, делящая полость корпуса на зону входа и зону выхода и выполненная с отверстием 9, имеющим посадочное гнездо для размещения седла 7 узла перекрытия 6 в зоне выхода при полном перекрытии проходного сечения корпуса.
Корпус выполнен с двумя расположенными на стороне трубчатого патрубка 5 на участке зоны входа двумя трубчатой формы коленами 10 и 11 в виде глухих отверстий, продольные оси которых расположены наклонно к оси прохождения потока в направлении от входа до выхода под углом, противоположно направленным углу, под которым расположена продольная ось трубчатого патрубка 5. Оба колена 10 и 11 соединены между собой тонкой перегородкой 12 (для придания позиционной жесткости). Оба колена 10 и 11 выполнены с внутренней резьбой для размещения в каждом из них обратного клапана, выполненного в виде ниппеля 13.
Полость одного колена 11 в зоне дна каналом 14 сообщена с полостью трубчатого патрубка 5 на участке хода седла 7, а полость другого колена 10 в зоне дна каналом 15 сообщена с полостью корпуса в зоне входа. В указанных трубчатой формы коленах размещены ниппели 13 для подсоединения устройств контроля давления в зоне входа и в зоне выхода.
В корпусе дренажный отвод выполнен в виде патрубка 16, размещенного на корпусе на участке от входа до наклонной перегородки внутри корпуса и на стороне корпуса, противоположной размещению трубчатого патрубка и трубчатой формы колен. Этот патрубок 16 выполнен с наружной резьбой для присоединения сливной арматуры (трубопровода) или установки заглушки 17 (для случая, когда дренаж не требуется). Размещение дренажного патрубка на противоположной стороне от места размещения трубчатого патрубка и колен позволяет сформировать полноценный отвод жидкости в объеме поступления ее на вход. При этом освобожден доступ к этому патрубку, что позволяет использовать стандартный гаечный ключ.
Корпус так же выполнен с дополнительным трубчатой формы коленом 18 с внутренней резьбой, расположенным на стороне дренажного отвода на участке от наклонной перегородки внутри корпуса до выхода. Этот вывод можно использовать для различных целей: от подключения устройств контроля до присоединения дренажного вывода со стороны зоны выхода.
В рассматриваемой полезной модели сохранены важные качества прототипа: размещение с одной и той же стороны корпуса двух колен с ниппелями внутри для подсоединения устройств контроля за давлением в зоне входа и в зоне выхода и трубчатого патрубка, используемого для вкручивания в него регулируемого затвора, перекрывающего проходное сечение в корпусе. Таким образом, в режиме контроля и настройки все важные и необходимые узлы находятся перед оператором. Узлы контроля могут представлять собой манометры с коротким трубопроводом с иглой на конце. При введении иглы в ниппель оператор должен удерживать манометр и введенную в ниппель иглу, но иметь при этом возможность управлять затвором (иметь возможность поворачивать рукоятку на затворе для выравнивания давлений в зонах входа и выхода). Таким образом, размещение узлов регулирования и контроля с одной стороны корпуса позволяет удобно проводить соответствующие операции с этими узлами. А размещение трубчатого патрубка дренажа с другой стороны корпуса позволяет свободно проводить операции по присоединению сливного трубопровод с использованием обычного гаечного ключа или шведского ключа. При наворачивании соединительного штуцера на трубчатый патрубок оператор может свободно оперировать инструментом, так как ничто не препятствует повороту ключа в широком угловом диапазоне. Такие же свободные действия могут проводиться и при использовании инструмента для подсоединения трубопровода или контрольно-измерительного прибора к дополнительному колену 18 с внутренней резьбой.
Настоящая полезная модель промышленно применима, так как основана на оптимизации компоновочного решения по рациональному расположению патрубков и колен на общем корпусе, что исключает повреждение колен с ниппелем и затвора. Повышается удобство монтажа и сокращается время на проведение этих операций за счет переноса дренажного отвода на сторону корпуса, противоположную расположению узла перемещения затвора и ниппелей. Упрощается конструкция клапана за счет исключения специального ниппеля с дренажным отводом и за счет того, что для измерительных колен используются одинаковые ниппели.