КЛАПАН Российский патент 1997 года по МПК F16K31/165 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в нагревательных системах.

Известны клапаны, содержащие корпус с седлом и запорным элементом, шток которого связан с диафрагмой, разделяющей ее корпус, установленный на корпусе клапана, на две камеры давления, в одной из которых установлен штифт, один конец которого соединен с диафрагмой, а другой герметично пропущен через корпус диафрагмы с выходом в регулировочное устройство, установленное на корпусе диафрагмы, снабженной пружиной и регулирующими средствами для нее.

Недостатком известных клапанов является трудоемкая и сложная операция по замене регулировочной пружины в регулировочном устройстве.

Задача изобретения состоит в упрощении замены регулировочной пружины в регулировочном устройстве клапана.

Этот технический результат достигается тем, что регулировочное устройство выполнено в виде единого узла, соединяемого с корпусом диафрагмы разъемной муфты, выполненной с возможностью передачи усилия от пружины на штифт, а также и тем, что разъемная муфта выполнена с возможностью передачи растягивающих усилий.

Также тем, что на втором конце штифта выполнена головка с наклонными поверхностями, а на концах пружинных лепестков выполнены ответные наклонные поверхности.

Также тем, что на основании регулировочного устройства концентрично пружине закреплена в осевом направлении рукоятка с внутренней резьбой с возможностью вращения, соединенная по упомянутой резьбе с опорной пластиной, зафиксированной от поворота.

Также тем, что на опорной пластине установлено градуированное кольцо с, по меньшей мере, одной радиальной стрелкой, а в рукоятке выполнена, по меньшей мере, одна осевая прорезь и установлена шкала, при этом радиальная стрелка расположена в осевой прорези с возможностью взаимодействия со шкалой.

Изобретение поясняется чертежом.

Клапан состоит из трех частей, прикрепленных друг к другу, а именно: клапанного узла 1, насаженного диафрагменного узла 2 и регулировочного устройства 3.

Клапанный узел 1 содержит корпус 4 с седлом 5. Последнее взаимодействует с запорным элементом 6, соединенным со штоком 7. Закрывающий элемент навинчивается на резьбовую часть 8 штока 7 и прижимает основание колпачка 9, изготовленного из листового металла, прочно к бортику на штоке 7 клапана. Вставка 10 в корпусе 4, формирующая проход, имеет направляющую секцию 11 для штока 7 клапана и уплотнение 12 для колпачка 9. Это образует компенсационную камеру 13, соединенную с помощью системы каналов 14 в запорном элементе 6 и штоке 7 с впускной камерой 15 корпуса 4 клапана. Таким образом достигается компенсация статического давления на запорном элементе.

Насаживаемый диафрагменный узел 2 содержит корпус 16 с нижней 17 и верхней 18 оболочками, соединенными с помощью отбортовки. Крепежное кольцо 19, которое может крепиться к корпусу 4 клапана с помощью соединительной гайки 20, крепится к нижней оболочке 17 путем отбортовки. Уплотнительный корпус 21, функционирующий как сальниковая пробка, крепится к верхней оболочке 18 путем отбортовки и имеет профиль 22 в виде окружной кольцевой канавки с коническими боковыми стенками. Диафрагма 23 зажата по периферии между оболочками 17 и 18 и закрыта с обеих сторон опорными пластинками 24 и 25. Вставка 26 имеет окружную стенку 27, проходящую через центральное отверстие в опорных пластинах 24, 25, и крепится к ним путем отбортовки. На верхнем конце штока 7 имеется контактная поверхность 28, образованная пластиной, которая прижимается под действием пружины 29 клапана к вставке 26.

Диафрагма 23 делит корпус 16 на камеру давления 30, расположенную ближе к клапану, и камеру давления 31, удаленную от клапана. Камера давления 30 соединена отверстием 32 с компенсационной камерой 13 и тем самым с впускной камерой 15 корпуса 4 клапана. Камера давления 31 имеет соединение 33 для импульсной линии, с помощью которой может подаваться регулируемой давление системы, обычно превышающее давление в камере 30. В камере давления 30 установлена пружина 34, смещающая диафрагму 23 вверх, а в камере давления 31 имеется пружина 35, смещающая диафрагму 23 вниз. Направляющий штифт 36 своим нижним концом соединен с помощью шарнира 37 со вставкой 26. Штифт выступает через уплотнительный корпус 21 наружу. Шарнир 37 содержит полусферическую головку 38, соединенную со штифтом 36 с помощью шейки 39, и шарнирное гнездо 40, которое зацепляется за шарнирной головкой 38. Шарнирное гнездо снабжено поперечным отверстием 41, ось которого перпендикулярна плоскости чертежа, а верхняя сторона которого соединяется с прорезью 42, идущей в том же направлении для прохождения шейки 39. При сборке шарнирная головка 38 смещается сбоку в поперечное отверстие 41 и удерживается в средней его части нажатия на колпачок 43 так, что она может осуществлять ограниченные вращательные движения во всех направлениях.

Предохранительный клапан 44 устанавливается на вставке 26 и содержит шарик 45, который прижимается под действием пружины 46 к свободному концу осевого отверстия 47, соединенного с поперечным отверстием 41.

Регулировочное устройство 3 содержит кольцевое основание 48, которое предназначено для насаживания на уплотнительный корпус 21 и для крепления к корпусу 16 диафрагмы с помощью винтов 49, взаимодействующих с коническими точками в кольцевой канавке 22. Требуемой величины пружина 50 в виде спиральной пружины сжатия располагается соосно со штифтом 36 между опорной пластиной 51 ближе к диафрагме и пружинной пластиной 52, удаленной от диафрагмы. Вращение опорной пластины 51 предотвращается направляющим элементом 53, при этом пластина снабжена наружной резьбой 54, взаимодействующей с соответствующей внутренней резьбой на окружной стенке 55 вращающей рукоятки 56. На своем нижнем конце вращающаяся рукоятка 56 имеет упругие язычки 57, взаимодействующие с выступами 58 под буртиком основания 48. Таким образом, рукоятка 56 может вращаться, но неподвижна в осевом направлении. На опорной пластине 51 установлено градуированное кольцо 59, выступающее с радиальными стрелками 60 через две осевые прорези 61 в рукоятке и взаимодействующее со шкалой снаружи рукоятки.

Пружинная пластина 52 соединяется с помощью конической стенки 62 с трубчатым выступом 63, простирающимся до насажанного диафрагменного узла 2 и образующим там со штифтом 36 муфту 64, в частности защелкивающуюся муфту. С этой целью штифт 36 имеет головку 65, на верхнем конце которой имеется наклонная поверхность 66. Последняя взаимодействует с держателем 67, имеющим аналогичные наклонные поверхности 68, взаимодействующие с ним. Держатель выполнен на упругих рычагах 69, образованных осевыми параллельными прорезями 70 в трубчатом выступе 63. Прорези проходят в коническую стенку 62, в результате чего путем ввода инструмента через концевое отверстие 71 во вращающуюся ручку 56 пружинные рычаги 69 могут разводиться в стороны в месте перехода с выступа 63 на коническую стенку 62, и тем самым муфта расцепляется.

Клапан предназначен для поддержания постоянного перепада давления в системе, например, в системе подогрева горячей воды, в этом случае клапан устанавливается на входе системы, т.е. в магистрали возврата, а соединение 33 соединяется с линией подачи. Нижняя камера давления 30 имеет противодавление, а верхняя камера давления 31 имеет подводимое давление. Это приводит к образованию усилия, действующего в закрывающем направлении. Этому противодействует усилие от требуемой величины пружины 50, которая является действенной в виде растягивающего усилия в районе шарнира 37 и муфты 64. Состояние равновесия устанавливается обычным способом, при котором падение давления в системе имеет желаемую величину.

Требуемой величины пружина может регулироваться в любое время путем вращения рукоятки 56. Если требуется использовать другой пружинный узел, то регулировочное устройство 3 может быть просто заменено как узел. Используя инструмент, имеющий меньший угол конуса, чем коническая стенка 62, пружинные рычаги 69 раскрываются, в результате чего муфта 64 расцепляется. При повторной сборке муфта 64 защелкивается автоматически благодаря наклонным поверхностям 66 и 68. Если усилие требуемой величины пружины 50 является слишком большим, то достаточно слегка отжать вниз пружинную пластину 52, что может быть осуществлено без каких-либо затруднений через отверстие 71.

Люфт и шарнирная подвижность муфты 64 предотвращает передачу поперечных сил, которые могут возникать из-за асимметричности требуемой величины пружины 50 на пружинной пластине 52, на штифт 36. Это же относится и к шарниру 37 тоже, если диафрагма будет установлена косо. Таким образом, штифт 36 может направляться с низким трением, и тем самым он легко движется через уплотнительный корпус 21. Поперечные силы не могут передаваться с диафрагмы на шток 7 клапана, поскольку шток 7 отделен от вставки 26, а могут передаваться только сжимающие усилия. В результате чего нет причин бояться нежелательного трения на уплотнение 12, которое было бы помехой подвижности клапана и вызывало нежелательный износ.

В нагревательных системах может случиться так, что при отключении всех нагрузок противодавление упадет в камере давления 30 из-за охлаждения воды связанного с этим сжатия, тогда как подводимое давление в камере давления 31 соответствует нормальному давлению системы, например, 5 бар. Для того, чтобы не использовать толстые и малочувствительные диафрагмы, применяется предохранительный клапан 44, который открывается в указанных условиях и осуществляет частичное выравнивание давления между двумя камерами давления 30 и 31.

Использование: в нагревательных системах. Сущность изобретения: регулировочное устройство выполнено в виде единого узла. Этот узел соединен с корпусом диафрагмы разъемной муфты. Муфта выполнена с возможностью передачи усилия от пружины на штифт. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Клапан, содержащий корпус с седлом и запорным элементом, шток которого связан с диафрагмой, разделяющей корпус диафрагмы, установленный на корпусе клапана, на две камеры давления, в одной из которых герметично установлен штифт, один конец которого соединен с диафрагмой, а второй герметично пропущен через корпус диафрагмы с выходом в регулировочное устройство, установленное на корпусе диафрагмы и снабженное пружиной и регулирующими средствами для нее, отличающийся тем, что регулировочное устройство выполнено в виде единого узла, соединенного с корпусом диафрагмы разъемной муфтой, выполненной с возможностью передачи усилия от пружины на штифт. 2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что разъемная муфта выполнена с возможностью передачи растягивающих усилий. 3. Клапан по пп.1 и 2, отличающийся тем, что на втором конце штифта выполнена головка с наклонными поверхностями, а на концах пружинных лепестков выполнены ответные наклонные поверхности. 4. Клапан по пп.1 3, отличающийся тем, что на основании регулировочного устройства концентрично пружине закреплена в осевом направлении рукоятка с внутренней резьбой с возможностью вращения, соединенная по упомянутой резьбе с опорной пластиной, зафиксированной от поворота. 5. Клапан по пп. 1 4, отличающийся тем, что на опорной пластине установлено градуированное кольцо с по меньшей мере одной радиальной стрелкой, а в рукоятке выполнена по меньшей мере одна осевая прорезь и установлена шкала, при этом радиальная стрелка расположена в осевой прорези с возможностью взаимодействия со шкалой.