ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2001 года по МПК F16K17/168 

Изобретение относится к предохранительным устройствам, установленным в системах отопления, в частности радиаторах, для выпуска воздуха и сброса избыточного давления.

Известно устройство для выпуска воздуха из нагревательных приборов водяного отопления ручного действия в случае, когда в них возникают воздушные пробки, препятствующие нормальной циркуляции воды в отопительной системе (см. , например, SU, авторское свидетельство 1737210 А1, кл. F 16 K 24/00, 1992).

Известен также предохранительный клапан, содержащий цилиндрический корпус с входным отверстием, в седло которого упирается рабочий торец поршня с уплотнительной прокладкой, поршень выполнен за одно со штоком, соосно которому расположена пружина, прижимающая поршень к седлу регулировочной гайкой, установленной с возможностью перемещения по резьбе на внутренней поверхности корпуса, на боковой поверхности поршня выполнена кольцевая выточка, в которой размещен уплотнитель, на корпусе со стороны, противоположной входному отверстию, установлена заглушка с осевым отверстием для прохода штока, (см. например, каталог фирмы FAR, per. N SQU408AQ045, Gozzano (NO), Italia, 1998, с.20). Этот клапан обеспечивает выпуск теплоносителя из трубопровода, если давление ее превышает заданную величину, но не обеспечивает выпуск воздуха при возникновении воздушных пробок.

Современные отопительные приборы, изготовленные из материалов с. высокой теплопроводностью, в частности алюминия, характеризуются малой инерционностью, благодаря чему они поддаются локальному регулированию. Однако возможность регулирования может привести к отключению прибора от общей системы. В герметично закрытом приборе из-за увеличения температуры окружающей среды, образования газовоздушной смеси, гидравлического удара и т.д., давление в приборе может превышать значения запаса прочности прибора, что приводит к его выходу из строя.

Задачей изобретения является повышение надежности работы путем исключения возможности разрушения радиатора в результате превышения в нем давления среды заданного значения, выпуск воздуха из радиатора, уменьшение наружных габаритов клапана путем размещения рабочих частей внутри радиатора и расширение функциональных возможностей клапана.

Предлагаемое устройство может быть использовано для выпуска воздуха из отопительных приборов водяного типа в ручном режиме, а также для снижения давления в отопительной системе в автоматическом режиме.

Предлагается два варианта решения поставленной задачи.

В первом варианте предохранительный клапан содержит цилиндрический корпус с входным отверстием, в седло которого упирается рабочий торец поршня с уплотнительной прокладкой, поршень выполнен за одно со штоком, соосно с которым расположена пружина, поджимающая поршень к седлу регулировочной гайкой, установленной с возможностью перемещения по резьбе на внутренней поверхности корпуса, на боковой поверхности поршня выполнена кольцевая выточка, в которой размещен уплотнитель, на корпусе со стороны, противоположной входному отверстию, установлена заглушка с осевым отверстием для прохода штока, в поршне выполнены радиальные отверстия, расположенные в одной плоскости, перпендикулярной оси штока, между кольцевой выточкой и рабочим торцом поршня, соединенные с осевым отверстием штока, на боковой поверхности поршня над кольцевой выточкой и на внутренней поверхности корпуса размещен элемент, препятствующий вращению поршня, на наружной поверхности штока выполнена резьба, входящая в зацепление с резьбой в осевом отверстии заглушки, размещенной в выполненной на торце корпуса расточке с опорной площадкой, причем на наружной поверхности заглушки выполнен выступ под ключ для ручного управления клапаном, а на конце штока установлена насадка для слива.

Во втором варианте предохранительный клапан содержит цилиндрический корпус с входным отверстием, в седло которого упирается рабочий торец поршня с уплотнительной прокладкой, поршень выполнен за одно со штоком, соосно с которым расположена пружина, поджимающая поршень к седлу регулировочной гайкой, установленной с возможностью перемещения по резьбе на внутренней поверхности корпуса, на боковой поверхности поршня выполнена кольцевая выточка, в которой размещен уплотнитель, в поршне выполнены объединенные между собой радиальные отверстия, расположенные в одной плоскости, перпендикулярной оси штока, между кольцевой выточкой и рабочим торцом поршня, соединенные с осевым отверстием штока, на боковой поверхности поршня над кольцевой выточкой и на внутренней поверхности корпуса размещен элемент, препятствующий вращению поршня, в осевом отверстии штока установлена игла, образующая игольчатый клапан с осевым отверстием поршня, на игле выполнено утолщение с резьбой, входящей в зацепление с резьбой на внутренней поверхности штока, на которой выполнены продольные канавки для прохода среды, а на конце штока установлена сливная насадка.

В частном случае пружина может быть заглублена в кольцевую осевую проточку, выполненную в поршне, а на боковой поверхности поршня между рабочим торцом и кольцевой выточкой может быть выполнена выемка.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид предохранительного клапана по первому варианту, на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1, на фиг. 3 - общий вид предохранительного клапана по второму варианту, на фиг. 4 - сечение В-В фиг. 3.

Предохранительный клапан по первому варианту содержит цилиндрический корпус 1 с входным отверстием. На внутренней поверхности корпуса выполнена резьба для регулировочной гайки 3, на наружной поверхности - резьба для размещения клапана в радиаторе. На торце корпуса 1, противоположном входному отверстию, выполнена расточка с опорной площадкой 9, в которой размещена заглушка 4 с выступом под ключ для ручного управления клапаном. В седло входного отверстия корпуса 1 упирается рабочий торец поршня 2, в котором выполнена кольцевая выточка с уплотнителем 7, препятствующим проникновению среды в верхнюю часть корпуса. Между рабочим торцом поршня 2 и кольцевой выточкой расположены радиальные отверстия 10, соединенные с осевым отверстием 11 в штоке 12, выполненном за одно с поршнем 2. В кольцевой осевой проточке, выполненной в поршне соосно штоку, установлена пружина 6, упирающаяся в регулировочную гайку 3. Расчет пружины осуществляется из условия, что расстояние h между тыльной стороной поршня 2 и нижней поверхностью регулировочной гайки 3 должно быть не менее хода поршня при срабатывании клапана под действием давления, превышающего заданное. Данное условие справедливо для устройств по первому и второму вариантам. Для удобства обслуживания глубина расточки L на торце корпуса 1 выбирается из условия L > h. На внутренней поверхности корпуса 1 и на поршне 2 над кольцевой выточкой выполнены продольные канавки, в которых установлен элемент 5, препятствующий вращению поршня 2. К рабочему торцу поршня прикреплена уплотнительная прокладка 8. На наружной поверхности штока 12 выполнена резьба, входящая в зацепление с резьбой в осевом отверстии заглушки 4. На наружной поверхности корпуса 1 выполнена резьба для помещения клапана в радиаторе 19.

Предохранительный клапан по второму варианту содержит иглу 14, установленную в осевом отверстии 11 штока 12 и образующую игольчатый клапан с осевым отверстием 15 в рабочем торце поршня 2. На противоположном конце иглы выполнено утолщение 16 с резьбой, входящей в зацепление с резьбой на внутренней поверхности штока 12, на которой выполнены канавки 17 для прохода среды и на торце иглы 18 - шлицевое отверстие под отвертку. На конце штока 12 выполнены проточки, в которые входят выступы на внутренней поверхности насадки 13 для слива, изготовленной, например, из полиэтилена. Насадка 13 за счет тугой посадки образует плотное соединение с цилиндрической поверхностью верхней части иглы, что препятствует выходу среды.

Устройство по первому варианту работает следующим образом. Для того чтобы устройство правильно работало, оно должно быть собрано в соответствии с нижеследующими указаниями. Поршень 2 с пружиной устанавливается в корпусе 1. Регулировочная гайка 3 вводится в первичный контакт с пружиной 6 путем вращения ее в резьбе корпуса. После этого производится сжатие пружины 6 путем дальнейшего вращения гайки 3 с помощью гаечного ключа усилием, соответствующим заданному давлению, на которое настраивается предохранительный клапан. При этом верхняя поверхность регулировочной гайки должна быть ниже опорной площадки 9. Далее на шток поршня накручивается заглушка 4 до момента ее контакта с опорной площадкой 9. На конце штока устанавливается насадка для слива 13. В случае если в процессе эксплуатации давление среды в радиаторе превышает заданное значение, поршень 2 под действием этого давления перемещается в корпусе 1, и среда, находящаяся в радиаторе, через образовавшийся зазор между торцом поршня и седлом корпуса устремится внутрь корпуса 1, далее попадает в поперечные отверстия 10 и через отверстие 11 в штоке 12 поршня и насадку 13 выйдет в атмосферу. Величина заданного значения давления, при котором открывается клапан, определяется силой прижима пружиной 6 торца поршня 2 к седлу входного отверстия в корпусе 1.

Клапан обеспечивает выпуск воздуха из радиатора в ручном режиме. В собранном виде заглушка 4 касается опорной площадки 9. При вращении заглушки 4 по часовой стрелке она опирается на площадку 9 и ее дальнейшее перемещение ограничено этой площадкой. Благодаря наличию элемента 5 шток 12 не вращается вместе с заглушкой 4, а совершает поступательное движение относительно корпуса 1 в результате взаимодействия резьбы на штоке 12 и внутреннем осевом отверстии заглушки 4, что приводит к перемещению рабочего торца поршня 2. В результате воздух тем же путем, что и в предыдущем случае, выходит в атмосферу. Когда воздух в радиаторе выпущен, заглушку вращают против часовой стрелки. Поршень 2 под действием пружины 6 упирается в седло, закрывая отверстие в корпусе 1.

Устройство по второму варианту работает следующим образом. При сборке клапана его настройка на заданное давление осуществляется аналогично первому варианту. Далее в штоке 12 устанавливается игла 14, которая плотно закрывает отверстие 15 в торцевой части поршня 2, путем ее вращения по часовой стрелке в резьбе 16. На конце штока 12 устанавливается насадка для слива 13.

При превышении в радиаторе заданного давления работа поршня 2 осуществляется аналогично первому варианту. Вода, попав в корпус клапана, проходит через радиальные отверстия 10, осевое отверстие 11, канавки 17 в полость 21 и через отверстия 22 выходит в атмосферу.

Для выпуска воздуха в ручном режиме необходимо повернуть иглу 14 против часовой стрелки на несколько оборотов с помощью отвертки, установленной в шлицевом отверстии торца 18 иглы. При этом поршень 2 не вращается, благодаря элементу 5. Таким образом, игла 14 выворачивается из штока, в результате чего открывается отверстие 15. Воздух из радиатора через осевое отверстие 11 в штоке 12 и канавки 17 выходит в атмосферу.

Предлагаемый клапан позволяет повысить надежность работы радиатора и упростить его обслуживание.

Изобретение относится к предохранительным устройствам, установленным на трубопроводах. Предохранительный клапан содержит цилиндрический корпус с входным отверстием, в седло которого упирается рабочий торец поршня с уплотнительной прокладкой. Поршень выполнен за одно со штоком, соосно с которым расположена пружина, поджимающая поршень к седлу регулировочной гайкой, установленной с возможностью перемещения по резьбе на внутренней поверхности корпуса. На боковой поверхности поршня выполнена кольцевая выточка, в которой размещен уплотнитель. На корпусе со стороны, противоположной входному отверстию, установлена заглушка с осевым отверстием для прохода штока. В поршне выполнены радиальные отверстия, расположенные в одной плоскости, перпендикулярной к оси штока, между кольцевой выточкой и рабочим торцом поршня, соединенные с осевым отверстием штока. На боковой поверхности поршня над кольцевой выточкой и на внутренней поверхности корпуса размещен элемент, препятствующий вращению поршня. На наружной поверхности штока выполнена резьба, входящая в зацепление с резьбой в осевом отверстии заглушки, размещенной в выполненной на торце корпуса расточке с опорной площадкой. Причем на наружной поверхности заглушки выполнен выступ под ключ для ручного управления клапаном, а на конце штока установлена насадка для слива. Особенностью второго варианта устройства является то, что в поршне выполнены объединенные между собой осевое отверстие и радиальные отверстия, расположенные в одной плоскости, перпендикулярной к оси штока. Между кольцевой выточкой и рабочим торцом поршня расположены радиальные отверстия, соединенные с осевым отверстием штока, на боковой поверхности поршня над кольцевой выточкой и на внутренней поверхности корпуса размещен элемент, препятствующий вращению поршня. В осевом отверстии штока установлена игла, образующая игольчатый клапан с осевым отверстием поршня. На игле выполнено утолщение с резьбой, входящей в зацепление с резьбой на внутренней поверхности штока, на которой выполнены продольные канавки для прохода среды, а на конце штока установлена насадка для слива. Техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является повышение надежности работы путем исключения возможности разрушения трубопровода в результате превышения в нем давления среды, уменьшение вероятности появления воздушных пробок, а также уменьшение габаритов и расширение функциональных возможностей. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Предохранительный клапан, содержащий цилиндрический корпус с входным отверстием, в седло которого упирается рабочий торец поршня с уплотнительной прокладкой, поршень выполнен за одно со штоком, соосно с которым расположена пружина, поджимающая поршень к седлу регулировочной гайкой, установленной с возможностью перемещения по резьбе на внутренней поверхности корпуса, на боковой поверхности поршня выполнена кольцевая выточка, в которой размещен уплотнитель, на корпусе со стороны, противоположной входному отверстию, установлена заглушка с осевым отверстием для прохода штока, отличающийся тем, что в поршне выполнены радиальные отверстия, расположенные в одной плоскости, перпендикулярной к оси штока, между кольцевой выточкой и рабочим торцом поршня, соединенные с осевым отверстием штока, на боковой поверхности поршня над кольцевой выточкой и на внутренней поверхности корпуса размещен элемент, препятствующий вращению поршня, на наружной поверхности штока выполнена резьба, входящая в зацепление с резьбой в осевом отверстии заглушки, размещенной в выполненной на торце корпуса расточке с опорной площадкой, причем на наружной поверхности заглушки выполнен выступ под ключ для ручного управления клапаном, а на конце штока установлена насадка для слива. 2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что пружина заглублена в кольцевую осевую проточку, выполненную в поршне. 3. Клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что на боковой поверхности поршня между рабочим торцом и кольцевой выточкой выполнена выемка. 4. Предохранительный клапан, содержащий цилиндрический корпус с входным отверстием, в седло которого упирается рабочий торец поршня с уплотнительной прокладкой, поршень выполнен за одно со штоком, соосно с которым расположена пружина, поджимающая поршень к седлу регулировочной гайкой, установленной с возможностью перемещения по резьбе на внутренней поверхности корпуса, на боковой поверхности поршня выполнена кольцевая выточка, в которой размещен уплотнитель, отличающийся тем, что в поршне выполнены объединенные между собой осевое отверстие и радиальные отверстия, расположенные в одной плоскости, перпендикулярной к оси штока, между кольцевой выточкой и рабочим торцом поршня, соединенные с осевым отверстием штока, на боковой поверхности поршня над кольцевой выточкой и на внутренней поверхности корпуса размещен элемент, препятствующий вращению поршня, в осевом отверстии штока установлена игла, образующая игольчатый клапан с осевым отверстием поршня, на игле выполнено утолщение с резьбой, входящей в зацепление с резьбой на внутренней поверхности штока, на которой выполнены продольные канавки для прохода среды, а на конце штока установлена насадка для слива. 5. Клапан по п.4, отличающийся тем, что пружина заглублена в кольцевую осевую проточку, выполненную в поршне. 6. Клапан по п.4 или 5, отличающийся тем, что на боковой поверхности поршня между рабочим торцом и кольцевой выточкой выполнена выемка.