КЛАПАН РАДИАТОРА Российский патент 1999 года по МПК F24D19/10 F16K15/02 

Изобретение относится к клапану радиатора, содержащему корпус, имеющий две части, а именно основную часть и крышку, запирающий элемент и седло клапана, взаимодействующее с запирающим элементом и выполненное во вставке, расположенной в корпусе.

Такой клапан радиатора известен, например, из патента Германии N 33 08 070 C2. В данном примере вставка выполнена в виде втулки, в которой установлено опорное устройство для запирающего элемента. Втулку и опорное устройство соединяют вместе и затем совместно вставляют с внешней стороны в корпусной канал. Поворотом вставки в виде втулки может быть задан расход жидкости, протекающей через клапан. Весь узел затем неподвижно фиксируют в корпусе кольцевой гайкой, причем опорное устройство для запирающего элемента перекрывает клапан.

Сборка такого клапана является относительно сложной. Прежде всего запирающий элемент должен быть соединен со своим опорным устройством и закреплен, а затем опорное устройство вместе с запирающим элементом должно быть вставлено во втулку, образующую вставку с седлом клапана. Наконец, собранный таким образом узел должен быть подвергнут манипуляциям для размещения его в корпусе клапана. Такие действия усложняют производство клапана и, таким образом, вызывают относительное повышение стоимости.

Задачей настоящего изобретения является создание клапана радиатора, изготовление которого упрощено по сравнению с известными клапанами.

Решение поставленной задачи обеспечено созданием клапана радиатора, содержащего корпус, имеющий две части, а именно основную часть и крышку, запирающий элемент и седло клапана, взаимодействующее с запирающим элементом и выполненное во вставке, расположенной в корпусе, при этом крышка корпуса, вставка, запирающий элемент и основная часть корпуса в указанном порядке образуют пакет, причем крышка корпуса закрывает отверстие в основной части корпуса, через которое в основной части корпуса могут быть последовательно установлены остальные компоненты пакета, за исключением при необходимости крышки корпуса.

Изготовление клапана может быть, таким образом, существенно упрощено. В действительности нет необходимости в предварительной сборке. Отдельные компоненты клапана могут быть последовательно установлены через отверстие в основной части корпуса. Затем крышкой корпуса закрывают это отверстие. Хотя возможна также установка крышки в основную часть корпуса, при которой она входит в нее на определенное расстояние, а также удобно расположить крышку просто снаружи на основной части корпуса. В любом случае указанные четыре детали образуют пакет. Так как возможны операции над отдельными деталями этого пакета независимо друг от друга, то они могут быть последовательно установлены в клапан на различных пунктах производственной линии. Так как в действительности на каждом этапе сборки требуется только установка, то сборка может осуществляться ритмично с одинаковыми интервалами. Термин "пакет" здесь означает, что указанные детали расположены в указанной последовательности и на последней стадии сборки образуют узел, который при необходимости может быть также собран предварительно, но отдельные детали могут быть последовательно установлены в корпус, даже когда узел находится в процессе сборки.

Запирающий элемент может содержать цилиндрическую часть, выступающую в корпусной канал в основной части корпуса, а втулка может содержать направляющий стержень, который вдается в запирающий элемент. Поэтому при сборке детали выставляют по оси друг относительно друга в осевом направлении. При условии, что ориентация является правильной, цилиндрическая часть автоматически входит в корпусной канал. Направляющий стержень входит в соответствующее отверстие в запирающем элементе. Таким образом, во-первых, две наиболее важные детали клапана, а именно запирающий элемент и седло клапана, выставлены соосно по отношению друг к другу. Более того, также обеспечено соосное расположение этих деталей соответствующим образом по отношению к корпусу, что особенно важно, когда запирающий элемент управляется извне рабочим элементом, например термостатическим узлом регулирования радиатора.

Между вставкой и запирающим элементом может быть расположена пружина, которая также является компонентом пакета. Конфигурация клапана радиатора в виде пакета может сохраняться даже при использовании пружины. В этом случае пружину следует устанавливать после запирающего элемента и перед вставкой (или наоборот). Пружина тогда действует непосредственно между запирающим элементом и вставкой, так что отсутствует необходимость в каких-либо дополнительных элементах.

Предпочтительно пружина может быть расположена в запирающем элементе, а направляющий стержень образует для нее упор. Опорная поверхность для пружины, таким образом, образована на вставке. Направляющий стержень может использоваться для стабилизации пружины.

В частности, запирающий элемент может иметь направляющие пальцы, направленные радиально внутрь и оставляющие свободным центральное пространство для направляющего стержня. В этом случае пружина занимает четко определенное положение в запирающем элементе, из которого она не может сместиться в поперечном направлении. Направляющий стержень также вдается в это отверстие или пространство, так что при сборке правильное размещение пружины на направляющем стержне происходит автоматически.

Вставка может прилегать к поверхности корпуса, наклоненной по отношению к направлению перемещения запирающего элемента, при этом при необходимости между вставкой и указанной поверхностью может быть вставлено уплотнительное кольцо. Эта поверхность поэтому также является наклонной конической поверхностью. Когда вставка установлена в корпусе, то, с одной стороны, обеспечен эффект центровки, а с другой стороны, обеспечено увеличение давления на поверхность, что приводит к улучшению уплотнения в зоне контакта между вставкой и поверхностью корпуса. Следовательно, возможность прохождения воды или другой нагревающей жидкости через клапан обеспечена, только когда запирающий элемент поднят над седлом клапана.

Вставка может быть расположена в крышке с возможностью задания ее положения в радиальном направлении. Когда корпус закрыт, вставка занимает определенное положение, причем пакет выставлен по оси как единое целое. Конечно, допустимо наличие некоторой степени свободы перемещения. Однако более значительные отклонения от заданного положения непозволительны.

В предпочтительном с практической точки зрения варианте клапана крышка корпуса может быть завинчена в основную часть корпуса. Это также облегчает монтаж крышки корпуса. С другой стороны, вращательное движение крышки корпуса при ее завинчивании обеспечивает возможность лучшего выравнивания пакета по оси в корпусе. Относительно небольшие отклонения, возникновение которых возможно при установке деталей клапана в корпусе, затем нейтрализуются этим движением крышки.

Основная часть корпуса может быть снабжена удерживающим приспособлением для головки термостата, которое всегда имеет правильную ориентацию, так что указанная головка также правильно выставляется по оси. С другой стороны, по завершении сборки крышка корпуса может иметь любую ориентацию без каких-либо отрицательных последствий.

Ниже изобретение описано со ссылками на предпочтительные примерные варианты выполнения в совокупности с чертежами, на которых:
фиг.1 изображает первый вариант выполнения клапана радиатора;
фиг. 2 изображает второй вариант выполнения клапана радиатора в виде углового клапана.

Клапан 1 радиатора содержит корпус, образованный основной частью 2 и крышкой 3. Часть 2 корпуса снабжена впускным 4 и выпускным 5 патрубками. Траектория потока между этими патрубками 4 и 5 может быть перекрыта при взаимодействии уплотнительной зоны 7 запирающего элемента 6 с седлом 8 клапана.

Седло 8 расположено на вставке 9, которая выполнена отдельно от части 2 корпуса и крышки 3 и зажата между ними. Для этого часть 2 корпуса снабжена круговой стенкой с поверхностью 10, которая наклонена по отношению к центральной оси 11, а именно по отношению к направлению перемещения элемента 6, и, следовательно, образует продольный участок конической оболочки. Вставка 9 расположена вблизи этой стенки, а между ними находится уплотнительное кольцо 37.

Вставка имеет несколько ножек 12, в данном случае три, которыми она опирается на крышку 3. Между ножками 12 остается пространство, достаточное для проникновения воды во внутреннюю часть вставки 9 без существенного сопротивления. Ножки 12 могут также служить в качестве направляющих средств. Крышка 3 имеет круговой выступ 13, радиально направляющий ножки 12. Даже при возможности некоторой свободы перемещения эта конструкция обеспечивает размещение вставки 9 в клапане 1 с относительно большой точностью при его сборке.

Кроме того, вставка 9 снабжена удерживающими кронштейнами 16, проходящими радиально внутрь. В данном случае эти кронштейны 16 образованы продолжением ножек 12 радиально внутрь и вверх. В центре кронштейны 16 поддерживают направляющий стержень 17, который, таким образом, проходит через седло 8. Кронштейны 16 расположены в виде звезды, так что между ними остается отверстие, достаточно большое для прохода воды. Стержень 17 проходит на заданную длину в направлении оси 11.

Элемент 6 направленно перемещается по стержню 17.

Элемент 6 содержит головку 18 и основную часть 19, на которой расположена зона 7. Для этого основная часть имеет круговую канавку 20, в которую вставлено уплотнительное кольцо 21. Стороной, удаленной от седла 8, кольцо 21 опирается на круговую стенку 22. С одной стороны, кольцо 21 служит в качестве уплотнения, а с другой стороны, его наличие очень удобно для компенсации отклонений, возможных при изготовлении различных деталей.

При использовании клапана при относительно высоких давлениях целесообразно более плотное крепление кольца 21 на элементе 6. Этого можно достичь, например, вулканизированием кольца 21 в запирающий элемент или заливкой усиливающего элемента в это кольцо. И, наконец, в стенке 22 также могут быть выполнены сквозные отверстия, через которые могут проходить соответствующие выступы кольца 21. При формовании за одно целое с элементом 6 кольца 21 последнее может иметь участки на обеих сторонах стенки 22.

Головка 18 цилиндрической частью 23 выступает в корпусной канал 24. Толкатель 25, который направленно перемещается через сальник 26, также выступает в этот канал 24. Элемент 6 своей частью 23 или, точнее, выемкой 27 на своей торцевой поверхности расположен вблизи толкателя 25. При работе регулирование толкателя осуществляется головкой термостата радиатора, расположенной снаружи клапана на основной части корпуса вокруг сальника 26, или другим рабочим элементом известным способом, в подробном объяснении которого нет необходимости.

Диаметр части 23 меньше диаметра канала 24. Однако за пределами канала 24 головка 18 конусообразно расширена. Образованный таким образом конус 28 имеет больший диаметр, чем канал 24, и соединяет головку с частью 19, так что весь элемент 6 выполнен в форме конуса 28 или конуса с цилиндрическим удлиненным концом 23 на вершине и круговой кромкой снизу, образующей часть 19.

Канал 24 расширен в сторону отверстия 29, причем переходный участок образован конической оболочкой 30. На внешней стороне конуса 28 расположены несколько выступов 31, которые разнесены в круговом направлении и внешняя стенка которых проходит параллельно внешней стенке отверстия 29, то есть параллельно оси 11. Эти выступы 31 совместно со стенкой отверстия 29 обеспечивают определенное направление элементу 6 по мере его перемещения параллельно оси 11, что, помимо прочего, облегчает сборку. Как правило, центральная установка элемента 6 в канале 24 возможна без каких-либо дополнительных мер. Выступы 31 на своей верхней части имеют скосы 36, которые входят в пространство, ограниченное оболочкой 30. Таким образом, с одной стороны, обеспечена относительно большая площадь контакта между выступами 31 и стенкой конуса 28, а с другой стороны, перемещение элемента 6 параллельно оси 11 ограничено этими выступами незначительно.

Внутри конуса 28 расположено несколько направляющих пальцев 32, выполненных в виде пластин, проходящих радиально внутрь и оставляющих свободное пространство 33, в котором расположен стержень 17. Следовательно, пальцы 32 радиально поддерживают элемент 6 на стержне 17 и обеспечивают, таким образом, только перемещение в осевом направлении и теоретически поворот этого элемента по отношению к седлу 8.

В отверстии 33 также расположена нажимная пружина 34, сжатая между стержнем 17 и элементом 6, или, более точно, образованной на нем опорной поверхностью 35. Для улучшения центровки пружины 34 на стержне 17 последний может быть снабжен не показанным на фиг.1 осевым направляющим выступом, который проходит в пружину 34 и диаметр которого соответствует ее внутреннему диаметру.

Вставка 9 и элемент 6 могут быть изготовлены в виде деталей, отлитых в форме под давлением методом впрыска из пластмассы, которая в этом случае может быть выбрана с учетом того, что она должна быть мягче материала части 2 корпуса или крышки 3, но, тем не менее, должна иметь необходимую жесткость и стабильность размеров. Реальную функцию уплотнения в зоне 7 запирания обеспечивает вставленное кольцо 21.

Изготовление такого клапана не вызывает затруднений и может состоять из нескольких этапов.

Элемент 6, пружину 34 и вставку 9 просто поочередно вставляют в часть 2 корпуса. Затем могут привинтить крышку 3, проложив уплотнение 14, например кольцо круглого сечения. При этом необходимо только предварительно установить кольцо 21 на элемент 6, а кольцо 37 -на вставку 9. В остальном центровка деталей происходит автоматически благодаря тому, что запирающий элемент выступает своей частью 23 в канал 24. Пружину 34 вставляют в отверстие 33 между пальцами 32. Стержень 17 вставки 9, которая в то же время отцентрована по стенке 10, также затем входит в это отверстие 33. Окончательно расположение обеспечивается завинчиванием крышки 3. И, наконец, сборку клапана 1 завершают привинчиванием сальника 26.

Более того, такая конструкция имеет дополнительные преимущества. При отвинчивании сальника с уже установленного клапана пружина 34 отжимает элемент 6 от седла 8 до тех пор, пока конус 28 не упрется во внутреннюю осевую кромку канала 24. В этом месте возникает кромка 38, образующая со стенкой конуса 28 хорошее уплотнение. При необходимости кромка 38 может слегка вонзиться в материал конуса 28. В этом случае отсутствует необходимость в дополнительных уплотнениях, что, с одной стороны, упрощает конструкцию и, с другой стороны, повышает надежность работы.

Более того, в данном случае большим преимуществом является возможность лучшей центровки и соосности элемента 6 с седлом 8. Фактически запирающий элемент удерживается точно в том месте, в котором действуют силы протекающей жидкости, воздействующей на этот элемент. В обычных клапанах запирающий элемент удерживается на определенном расстоянии от седла клапана, так что в этом случае на этот элемент могут воздействовать моменты, которые при неблагоприятных условиях могут привести к возникновению вибрации и, следовательно, шума в клапане. Усовершенствованный способ сборки, следовательно, в то же время обеспечивает лучшие рабочие характеристики. Направленности перемещения способствуют также выступы 31, взаимодействующие с отверстием 29. При сборке, а также при работе эта относительно простая мера обеспечивает возможность удержания элемента 6 с его уплотнительным кольцом 21 фактически всегда параллельно седлу 8.

В зоне расположения сальника 26 на внешней стороне части 2 корпуса предусмотрено удерживающее приспособление для рабочего элемента, например для головки термостата (не показана). Поскольку при сборке крышку 3 поворачивают, удерживающее приспособление сохраняет свое заданное соосное положение, так что всегда возможна установка рабочего элемента с правильной ориентацией. Достижения такого эффекта легко можно добиться при сборке клапана снизу.

На фиг.2 показан модифицированный вариант клапана 1' радиатора, внутренние детали которого имеют такую же конструкцию, как в варианте выполнения, показанном на фиг. 1. Для описания этой простой конструкции только основные детали снабжены номерами позиций, а именно запирающий элемент 6, пружина 34 и вставка 9. В данном случае формы основной части 2' корпуса и крышки 3' изменены. Клапан 1', показанный на фиг.2, выполнен в виде углового клапана, то есть впускной 4' и выпускной 5' патрубки уже не находятся на одной линии, как в варианте выполнения, показанном на фиг. 1, а наоборот, расположены по углом 90^o друг к другу.

Для получения такой конструкции простыми средствами крышка корпуса снабжена отверстием 40 с внутренней резьбой 41, куда может быть прикреплено соответствующее впускное приспособление для нагревательной жидкости. Конечно, возможны другие способы соединения кроме резьбы 21.

Кроме впускных и выпускных патрубков 4, 4', 5, 5' обе основных части 2, 2' корпуса имеют лишь цилиндрические или конические камеры, диаметр которых увеличивается в наружном направлении. Выполнение этих отверстий или каналов возможно с применением относительно простых инструментов.

Возможно также применение крышки 3', показанной на фиг.2, в клапане 1, изображенном на фиг. 1. В этом случае клапан является трехходовым.

Изобретение относится к клапану радиатора. Он содержит корпус, имеющий две части, а именно основную часть (2) и крышку (3), запирающий элемент (6) и седло (8) клапана, взаимодействующее с запирающим элементом (6) и выполненное во вставке (9), расположенной в корпусе. Для этого крышка (3) корпуса, втулка (9), запирающий элемент (6) и основная часть (2) корпуса в указанном порядке образуют пакет. Крышка (3) корпуса закрывает отверстие в основной части (2) корпуса, через которое в основной части (2) корпуса могут быть последовательно установлены остальные части пакета. Техническим результатом изобретения является упрощение изготовления клапана. 8 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Клапан радиатора, содержащий корпус, имеющий две части, а именно основную часть и крышку, запирающий элемент и седло клапана, взаимодействующее с запирающим элементом и выполненное во вставке, расположенной в корпусе, отличающийся тем, что крышка (3) корпуса, вставка (9), запирающий элемент (6) и основная часть (2) корпуса в указанном порядке образуют пакет, при этом крышка (3) корпуса закрывает отверстие в основной части (2) корпуса, через которое в основной части (2) корпуса могут быть последовательно установлены остальные компоненты пакета. 2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что запирающий элемент (6) имеет цилиндрическую часть (23), выступающую в корпусной канал (24) в основной части (2) корпуса, а вставка (9) имеет направляющий стержень (17), который вдается в запирающий элемент (6). 3. Клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что между вставкой (9) и запирающим элементом (6) расположена пружина (34), которая также является компонентом пакета. 4. Клапан по п.3, отличающийся тем, что пружина (34) расположена в запирающем элементе (6), а направляющий стержень (17) образует для нее упор. 5. Клапан по любому из пп.2 - 4, отличающийся тем, что запирающий элемент (6) имеет направляющие пальцы (32), направленные радиально внутрь и оставляющие свободным центральное пространство (33) для направляющего стержня (17). 6. Клапан по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что вставка (9) прилегает к поверхности (10) корпуса, которая наклонена по отношению к направлению перемещения запирающего элемента (6), при этом при необходимости между вставкой и указанной поверхностью вставлено уплотнительное кольцо (37). 7. Клапан по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что вставка (9) расположена в крышке (3) с возможностью задания ее положения в радиальном направлении. 8. Клапан по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что крышка (3) корпус завинчена в основную часть (2) корпуса. 9. Клапан по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что основная часть (2) корпуса снабжена удерживающим приспособлением для головки термостата.