КЛАПАН, В ЧАСТНОСТИ КЛАПАН ТЕПЛООБМЕННИКА
VALVE, IN PARTICULAR VALVE OF HEAT EXCHANGER

Настоящее изобретение относится к клапану, в частности к клапану теплообменника, содержащему корпус клапана и верхнюю часть клапана, вставленную в отверстие в упомянутом корпусе клапана.
Клапан теплообменника в соответствии с изобретением может использоваться в соединении с радиатором или с системой отопления с обогревающим полом. Клапан теплообменника используют для регулирования потока нагревающей текучей среды, например, горячей воды, проходящей через теплообменник.
Во многих случаях регулирование такого клапана теплообменника обеспечивает термостатический исполнительный механизм. Когда температура в комнате опускается ниже заданной температуры, клапан теплообменника открывается, и горячая вода проходит через клапан теплообменника, а также через теплообменник. Когда температура является достаточно высокой, клапан закрывается и поток нагревающей текучей среды уменьшается или прерывается, а нагревающая текучая среда и клапан охлаждаются.
Для работы с изменяющимися температурами корпус клапан изготовлен из металла. Это верно и для других частей клапана, за исключением некоторых уплотнительных средств. Данное обстоятельство делает производство такого клапана сложным и трудоемким. Корпус клапана должен быть механически обработан для образования резьбы, в которую может быть ввинчена верхняя часть клапана.
Целью, лежащей в основе данного изобретения, является создание клапана теплообменника, который можно производить с низкой себестоимостью.
Эта цель достигается с помощью клапаном теплообменника, как изложено выше, в котором верхняя часть клапана изготовлена из пластикового материала.
Верхняя часть клапана является частью клапана теплообменника, которая вставляется в отверстие корпуса клапана и фиксируется в нем. Верхняя часть клапана является элементом, используемым для удержания некоторых функциональных частей клапана, таких как клапанный элемент, шток, коробка сальника и так далее, в соответствующем местоположении. Другие функциональные элементы могут быть также изготовлены из пластикового материала, хотя это не является жестким требованием. Корпус может быть изготовлен из металла. Когда верхнюю часть клапана изготавливают из пластикового материала, то она может изготавливаться формованием, что позволяет избежать трудоемких операций механической обработки.
Предпочтительно, упомянутая верхняя часть клапана и упомянутый корпус клапана присоединяются друг к другу посредством защелочного соединения. Защелочное соединение может быть простым образом установлено вдавливанием верхней части клапана в отверстие корпуса клапана. Такое решение облегчает сборку клапана. Кроме того, защелочное соединение не требует механической обработки резьбы. Верхняя часть клапана может надежно удерживаться внутри корпуса посредством защелочного соединения, чего может и не происходить в случае резьбового соединения, поскольку изменение температур может изменять характеристики, например размеры, элемента верхней части клапана из пластика.
В предпочтительном варианте осуществления упомянутое защелочное соединение содержит выступ на одном элементе из упомянутых корпуса клапана и верхней части клапана, и часть с углублением на другом элементе из упомянутых корпуса клапана и верхней части клапана. Когда верхнюю часть клапана вдавливают в отверстие корпуса клапана, то выступ фиксируется позади углубления части с углублением. Для этой цели необходима определенная упругость, чтобы выступ мог переместиться за часть с углублением. Однако пластиковый материал является достаточно упругим.
Предпочтительно, по меньшей мере одно из упомянутого выступа и упомянутой части с углублением имеет клинообразную поверхность скольжения. Такое решение упрощает установление защелочного соединения. Когда верхнюю часть клапана вдавливают в отверстие корпуса клапана, клинообразная часть вызывает смещение выступа в сторону так, что он может проходить через часть с углублением и фиксироваться в углублении.
В качестве варианта или дополнительно, упомянутое защелочное соединение содержит пружинное кольцо и канавку в упомянутом корпусе, а также сопряженную канавку на упомянутой верхней части клапана. При установлении защелочного соединения пружинное кольцо размещается в канавке в корпусе и в сопряженной канавке, имеющейся в верхней части клапана.
В предпочтительном варианте осуществления упомянутая верхняя часть клапана имеет геометрическую форму верхней части клапана, и упомянутое отверстие имеет геометрическую форму отверстия, причем взаимодействие упомянутой геометрической формы верхней части клапана и упомянутой геометрической формы отверстия препятствует установке упомянутой верхней части клапана в упомянутом отверстии в недопустимых угловых положениях. Во многих случаях предполагается установка верхней части клапана только в одном или в двух угловых положениях внутри корпуса клапана. Это угловое положение может быть использовано, например, для определения направления потока нагревающей текучей среды, проходящего через клапан теплообменника. Другие угловые положения верхней части клапана внутри отверстия являются нежелательными и поэтому запрещены. Простым способом избежать ситуации, в которой верхняя часть клапана перемещается в ошибочное угловое положение, является подгонка геометрической формы верхней части клапана и геометрической формы отверстия друг к другу так, что две геометрические формы сопрягаются лишь в одном или в очень немногих угловых положениях.
В особенно предпочтительном случае упомянутое взаимодействие обеспечивает возможность установки верхней части клапана в отверстии только в одном угловом положении.
В предпочтительном варианте осуществления в первом положении вставки обеспечена возможность поворота упомянутой верхней части клапана внутри упомянутого отверстия, а во втором положении вставки, после упомянутого первого положении вставки, верхняя часть клапана законтрена от поворота. Во время установки верхнюю часть клапана вставляют в отверстие корпуса клапана поступательным движением. Поскольку верхняя часть клапана должна плотно входить в отверстие корпуса клапана, то потребуется некоторое усилие для вдавливания верхней части клапана в отверстие. В этом случае может быть преимущественным поворачивать верхнюю часть клапана относительно отверстия корпуса клапана для содействия началу вставки. Однако при дальнейшем перемещении верхней части клапана внутрь отверстия корпуса клапана необходимость в поворотном движении отпадает, так как взаимодействие геометрической формы верхней части клапана и геометрической формы отверстия начинает обуславливать правильное положение верхней части клапана в корпусе клапана.
Предпочтительно, соединение между верхней частью клапана и корпусом клапана может быть установлено только после достижения верхней частью клапана второго положения вставки. Если для соединения верхней части клапана и корпуса клапана используют защелочное соединение, то это защелочное соединение устанавливают только во втором положении вставки, или когда упомянутая верхняя часть клапана прошла через упомянутое второе положение вставки.
В простом варианте осуществления упомянутая геометрическая форма верхней части клапана имеет по меньшей мере один выступ, а упомянутая геометрическая форма отверстия имеет по меньшей мере один вырез, ответный упомянутому выступу. Вырез может быть выполнен в стенке, окружающей отверстие корпуса клапана. Преимущество такого решения заключается в том, что рабочий может визуально регулировать угловое положение верхней части клапана внутри корпуса клапана.
В предпочтительном варианте осуществления упомянутый выступ содержит окошко в наружной поверхности, через которое виден указатель предварительной настройки. Это окошко может быть расположено в радиально наружной поверхности верхней части клапана так, что его можно видеть с боковой стороны корпуса клапана. Оно также может быть расположено в поверхности верхней части клапана, обращенной от корпуса клапана.
В этом случае предпочтительно упомянутое окошко расположено снаружи установочной площадки исполнительного механизма клапана. Тогда указатель предварительной настройки будет видимым даже при установленном исполнительном механизме клапана.
Ниже приведено более подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на чертежи, на которых:
- фиг. 1 представляет собой вид в перспективе клапана теплообменника;
- фиг. 2 представляет собой вид в разрезе клапана теплообменника;
- фиг. 3 представляет собой дополнительный вид в разрезе клапана теплообменника, в другом направлении;
- фиг. 4 представляет собой увеличенный вид в разрезе, соответствующий виду, показанному на фиг. 3, другого варианта осуществления клапана теплообменника;
- фиг. 5-7 представляют собой виды в перспективе снаружи другого варианта осуществления клапана теплообменника.
На фиг. 1 изображен клапан 1 теплообменника, содержащий корпус 2 клапана, который может быть изготовлен из металла, например, латуни, и верхнюю часть 3 клапана. Верхняя часть 3 клапана изготовлена из пластикового материала.
Верхняя часть 3 клапана содержит функциональные части клапана теплообменника, такие как коробка 4 сальника со стержнем 5 и ручка 6 для предварительной настройки в форме колесика. Кроме того, верхняя часть 3 клапана содержит (см. фиг. 2) клапанный элемент 7, шток 8, присоединенный к клапанному элементу 7 для регулирования положения клапанного элемента 7, и открывающую пружину 9. Последние упомянутые части находятся внутри вкладыша 10 верхней части клапана, который расположен внутри верхней части 3 клапана.
Корпус 2 клапана содержит клапанное седло 11, расположенное между впускным отверстием 12 и выпускным отверстием 13.
Между вкладышем 10 и корпусом 2 клапана имеются уплотнительные средства 14, показанные схематически.
Вкладыш 10 установлен внутри верхней части 3 клапана с возможностью поворота. Вкладыш может быть приведен в действие ручкой 6 для предварительной настройки с целью регулирования отверстия 15 предварительной настройки. При повороте вкладыша 10 верхняя часть 3 клапана удерживается в законтренном от поворота состоянии внутри корпуса 2.
Как можно видеть на фиг. 3, верхняя часть 3 клапана установлена внутри отверстия 16 корпуса 2 клапана. Это отверстие окружено стенкой 17, составляющей часть корпуса 2 клапана.
Верхняя часть 3 клапана присоединена к корпусу 2 клапана посредством защелочного соединения 18. В первом варианте осуществления защелочное соединение 18 содержит выступ 19 на верхней части 3 клапана, причем упомянутый выступ 19 обращен радиально наружу. Кроме того, защелочное соединение 18 содержит часть 20 с углублением, в которой сформировано углубление 21. Выступ 19 имеет клинообразную поверхность 22, и часть 20 с углублением имеет клинообразную поверхность 23. Поскольку верхняя часть 3 клапана изготовлена из пластикового материала, то она имеет определенную упругость. Когда верхнюю часть 3 клапана вдавливают в отверстие 16, то взаимодействие двух клинообразных поверхностей 22, 23 вдавливает выступ 19 радиально внутрь. Когда выступ 19 прошел за часть 20 с углублением, он смещается радиально наружу с вхождением в углубление 21 и устанавливает защелочное соединение 18. Для этой цели верхнюю часть 3 клапана необходимо переместить достаточно далеко внутрь отверстия 16 в корпусе 2 клапана. Однако такое перемещение возможно только в предопределенном угловом положении верхней части 3 клапана в отверстии 16. Это можно видеть на фиг. 1 и 2.
Стенка 17 корпуса 2 клапана содержит вырез 24, формирующий геометрическую форму отверстия. Верхняя часть клапана содержит выступ 25, формирующий геометрическую форму верхней части клапана. Взаимодействие геометрической формы отверстия и геометрической формы верхней части клапана препятствует установке верхней части 3 клапана в отверстии 16 в недопустимых угловых положениях. Другими словами, когда верхняя часть 3 клапана не находится в требуемом угловом положении внутри отверстия 16, то ее необходимо поворачивать до тех пор, пока выступ 25 не сможет войти в вырез 24. Только после вхождения выступа 25 в вырез 24 верхнюю часть 3 клапана можно протолкнуть достаточно далеко в отверстие 16 для установления защелочного соединения 18. Это означает, что верхняя часть 3 клапана может быть повернута в отверстии 16 в первое положение вставки, в котором выступ 25 не вошел в вырез 24. При дальнейшем перемещении верхней части 3 клапана, она переходит во второе положение вставки, после упомянутого первого положения вставки, в котором выступ 25 входит в вырез 24 для предотвращения дальнейшего поворота верхней части 3 клапана в корпусе 2 клапана так, что верхняя часть 3 клапана занимает требуемое угловое положение внутри корпуса 2 клапана.
Как можно видеть на фиг. 3, в предпочтительном варианте выполнено по меньшей мере две пары из углубления 21 и выступа 19. Можно использовать большее количество таких пар с их равномерным распределением по периметру или выполнить одну из них или обе в виде кольца.
Фиг. 4 показывает другой вариант установления защелочного соединения. Одинаковые с фиг. 1-3 части обозначены одинаковыми номерами позиций. Такое защелочное соединение может использоваться в качестве альтернативы или в дополнение к защелочному соединению, показанному на фиг. 3.
Защелочное соединение в соответствии с фиг. 4 содержит пружинное кольцо 26, размещенное внутри канавки 27 в стенке 17 отверстия 16 и, одновременно, в канавке 28 в верхней части 3 клапана.
Кроме того, в варианте осуществления, показанном на фиг. 4, имеются два выступа 24. Когда эти выступы 24 имеют угловое расстояние 180°, то верхняя часть 3 клапана может быть установлена в корпусе клапана в двух различных угловых положениях. Когда два выступа 24 имеют угловое смещение, отличное от 180°, то верхняя часть клапана может быть установлена внутри корпуса 2 клапана только в одном угловом положении.
Как можно видеть на фиг. 2 и 4, выступы 24 содержат окошко 29, через которое видна радиально наружная поверхность 30 вкладыша 10 верхней части клапана. Эта поверхность 30 может быть маркирована указателем 31 предварительной настройки. Указатель 31 предварительной настройки может быть выполнен в виде цифр, в цветовом исполнении, в виде клинообразной маркировки или другим способом. Такая маркировка обеспечивает визуальный контроль положения предварительной настройки вкладыша 10 верхней части клапана внутри верхней части 3 клапана. В вариантах осуществления, показанных на фиг. 1-4, этот указатель предварительной настройки выполнен на радиально наружной поверхности 30 вкладыша 10 так, что указатель предварительной настройки может быть виден сбоку корпуса 2 клапана.
Фиг. 5-7 показывают другой вариант размещения окошка. В этом случае окошко 29 расположено на верхней стороне выступа 24, так что указатель 31 предварительной настройки может быть виден сверху клапана 1 теплообменника.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1-4, указатель 31 предварительной настройки может быть виден даже при установленном исполнительном механизме клапана на клапане 1 теплообменника. Даже в варианте осуществления, показанном на фиг. 5-7, указатель 31 предварительной настройки может быть виден при установленном исполнительном механизме клапана.
В представленных вариантах осуществления вырезы 25 показаны в виде полуокружностей, однако они могут иметь другие формы, например, треугольные, квадратные или подобные им.