ВЕНТИЛЬ, В ЧАСТНОСТИ ВЕНТИЛЬ РАДИАТОРА ОТОПЛЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК F16K1/42 

Изобретение относится к вентилю, в частности вентилю радиатора отопления, содержащему корпус вентиля, имеющий впускной соединительный элемент и выпускной соединительный элемент, между которыми расположено запорное устройство с вентильным элементом и узлом седла вентиля.

Подобный вентиль, представляющий собой вентиль радиатора отопления, известен из WО 99/22282.

Обычно для вентиля радиатора отопления такого типа направление протекания воды задано и указано стрелкой на наружной стороне корпуса. На направление протекания нужно обращать внимание, чтобы избежать повреждений, которые обнаруживаются прежде всего по неприятным шумам. Для нормальной работы вентиля сторона запорного устройства с седлом вентиля должка быть соединена с впускным соединительным элементом, а сторона запорного устройства с вентильным элементом - с выпускным соединительным элементом. При движении вентильного элемента к седлу происходит постепенное дросселирование текущей воды. При этом "правильном" способе работы проблемы обычно не возникают.

Иначе обстоит дело, если вентиль подключен неправильно, т.е. если питающий трубопровод отопительной системы соединен с выпускным соединительным элементом. В этом случае вода течет по вентильному элементу к седлу вентиля и оттуда во впускной соединительный элемент. При закрывании вентиля вентильный элемент движется к седлу. Если зазор между вентильным элементом и седлом становится меньше определенной величины, то вентильный элемент мгновенно закрывается, в результате чего так же мгновенно возрастает давление в выпускном соединительном элементе. Это возрастание давления проявляется как гидравлический удар, который не только создает неприятные шумы, но и может вызвать повреждения в системе трубопроводов. Гидравлический удар может быть вызван также внешним импульсом, например, при быстром открывании или закрывании другого вентиля, при пуске или остановке насоса, или другими причинами. Эти причины, которые не все еще до конца изучены, особенно критичны в случае, если вентиль установлен неправильно.

Опасность неправильной установки вентилей радиаторов отопления существует не только по причине низкой квалификации персонала, который устанавливает вентиль, но и потону, что в старых доках или установках невозможно точно определить, какой трубопровод служит для подвода воды системы отопления, а какой для ее отвода.

В основе изобретения лежит задача обеспечить возможность работы вентиля независимо от направления протекания потока.

Эта задача решается тем, что корпус вентиля имеет внутреннюю полость, сообщающуюся через впускное отверстие с впускным соединительным элементом и через выпускное отверстие - с выпускным соединительным элементом, при этом седло вентиля расположено на первом конце канала внутри корпуса седла, установленного во внутренней полости с возможностью поворота между первым положением, в котором второй конец канала совмещен с впускным отверстием, и вторым положением, в котором второй конец канала совмещен с выпускным отверстием, а между корпусом вентиля и окружающей канал стенкой образована свободная полость.

Таким образом, корпус седла образует вставку в корпусе вентиля, которую всегда можно позиционировать так, что направление протекания потока через вентиль будет "правильным". Если вентиль подключен так, что вода подводится к входному соединительному элементу, то корпус седла позиционируется так, что вода может поступать в канал от впускного соединительного элемента. Так как канал подходит к седлу вентиля, вентильный элемент обтекается со стороны седла. Когда вентильный элемент поднимается от седла, вода может течь дальше через свободную полость, образованную между корпусом вентиля и корпусом седла. Выпускное отверстие в этой случае открыто, так что вода может вытекать через выпускной соединительный элемент. В случае, если вентиль установлен иначе, т. е. вода поступает через выпускной соединительный элемент, то корпус седла просто поворачивают во второе положение. В этом случае вода входит в канал через выпускной соединительный элемент и выпускное отверстие и обтекает вентильный элемент снова со стороны седла вентиля. Таким образом, седло остается в фиксированном месте во внутренней полости, а второй конец канала перемещается туда, откуда втекает вода.

Предпочтительно, чтобы корпус седла был установлен с возможностью поворота вокруг оси, параллельной направлению перемещения вентильного элемента. Благодаря этому седло вентиля не только удерживается во внутренней полости в фиксированном месте, но и сохраняет соосное положение относительно вентильного элемента. Поэтому если корпус седла будет переставлен, новой юстировки вентильного элемента не требуется.

Второй конец канала предпочтительно окружен уплотнением. Поэтому втекающая вода надежно отделена от вытекающей воды. Установка уплотнения требует меньших затрат, чем высокоточная подгонка корпуса седла и корпуса вентиля.

Целесообразно, чтобы внутренняя полость была осесимметричной вдоль пути, по которому перемещается второй конец канала. В этом случае второй конец канала всегда остается на одном и том же расстоянии, предпочтительно даже в контакте со стенкой внутренней полости. В частности, при наличии уплотнения обеспечивается, что оно всегда остается на своем месте. При этом упрощается перестановка корпуса седла.

Внутренняя полость может иметь, по меньшей мере, в области, в которой расположены впускное и выпускное отверстия, сферическую ограничительную стенку. Стенка образует часть наружной поверхности сферы, что позволяет простым способом получить хорошее уплотнение.

Первое и второе положения предпочтительно смещены друг относительно друга на 180^o. Это соответствует обычной конструкции традиционного вентиля радиатора отопления, в которой впускной соединительный элемент и выпускной соединительный элемент расположены друг напротив друга. Благодаря этому также упрощается установка требуемого углового положения корпуса седла, так как при повороте на 180^o пройденный путь будет одинаковым в обоих направлениях.

Целесообразно, чтобы впускное и выпускное отверстия имели оси, расположенные под одинаковым углом к направлению перемещения вентильного элемента. Это гарантирует, что второй конец канала в любом положении корпуса седла при его повороте всегда будет находиться в плотном контакте со стенкой внутренней полости в области отверстий.

Указанный угол предпочтительно лежит в пределах от 40 до 50^o. Это целесообразно в особенности тогда, когда впускной соединительный элемент расположен сбоку, а выпускной соединительный элемент - снизу на корпусе вентиля. В этом случае при угле примерно 45^o для обоих отверстий получаются примерно равные поперечные сечения потока. Очевидно, что при других формах корпуса углы могут быть другими.

Корпус седла может иметь направляющее кольцо, которое направляется в корпусе вентиля или в соединенной с ним вставке. Направляющее кольцо гарантирует, что корпус седла, который в области второго конца канала прилегает к корпусу вентиля только с одной стороны, всегда сохраняет правильное положение, в силу чего вентильный элемент может взаимодействовать с седлом вентиля достаточно надежно.

Направляющее кольцо предпочтительно имеет поверхность для приложения вращающего момента. Так как направляющее кольцо поддерживается по своему периметру практически равномерно, приложение к нему вращающего момента дает наилучшую возможность поворачивать корпус седла равномерно и избежать тем самым односторонних нагрузок.

Поверхность для приложения вращающего момента предпочтительно взаимодействует с доступным снаружи перестановочным устройством. В этом случае направляющее кольцо не нужно выводить наружу. Можно использовать перестановочное устройство, которое уже имеется во многих вентилях, например, для предварительной регулировки расхода.

Направляющее кольцо может быть соединено с седлом вентиля через удерживающие кронштейны, протяженность которых в окружном направлении максимум такая же, как протяженность промежутков между ними. Благодаря этому для воды, поступающей через зазор между седлом вентиля и вентильным элементом, имеется достаточно места, чтобы вытекать из внутренней полости через отверстие, не совмещенное со вторым концом канала. Корпус седла сам по себе не препятствует протеканию воды через вентиль.

Предпочтительно, чтобы один удерживающий кронштейн был расположен в окружном направлении в области второго конца канала. В этом случае благодаря втекающей воде возникают наибольшие силы, которые оказывают удерживающему кронштейну необходимое сопротивление, и второй конец канала может удерживаться в контакте со стенкой внутренней полости.

Предпочтительно, чтобы два удерживающих кронштейна были смещены друг относительно друга на 180^o. Это дает два преимущества. Во-первых, на стороне, находящейся напротив втекающей воды, всегда обеспечивается достаточная опора корпуса седла в корпусе вентиля. Во-вторых, два удерживающих кронштейна с соответственно большими промежутками между ними представляют лишь относительно малое сопротивление для текущей через вентиль воды.

Далее изобретение описано более подробно на примере предпочтительного варианта его выполнения со ссылками на чертежи, на которых:
фиг.1 схематично изображает поперечное сечение вентиля радиатора отопления,
фиг.2 - фрагмент фиг.1 в увеличенном масштабе;
фиг.3 - корпус седла в аксонометрии.

На фиг. 1 показан вентиль 1 радиатора отопления, содержащий корпус 2 вентиля, имеющий впускной соединительный элемент 3 и выпускной соединительный элемент 4. Понятия "впускной" и "выпускной" используются для двух соединительных элементов только для того, чтобы различать их между собой. Как будет показано ниже, не обязательно, чтобы вода (или другая жидкость) всегда входила через впускной соединительный элемент 3 и выходила через выпускной соединительный элемент 4.

В корпусе 2 вентиля имеется полость 5, сообщающаяся через впускное отверстие 6 с впускным соединительным элементом 3 и через выпускное отверстие 7 с выпускным соединительным элементом 4.

Во внутренней полости 5 установлен корпус 8 седла, в котором проходит канал 9, имеющий первый конец 10 и второй конец 11. Первый конец 10 канала 9 образует, как это лучше видно на фиг.2, седло 12 вентиля, с которым взаимодействует вентильный элемент 13, который известным и потому подробно не описанным способом перемещается шпинделем 14 вентиля, перемещаемым, в свою очередь, штифтом 15, проходящим через сальник 16. Изображенная схематично пружина 17 отжимает вентильный элемент 13 от седла 12.

Второй конец 11 канала 9 окружен уплотнительным кольцом, для которого в корпусе 8 седла выполнена канавка 19, окружающая второй конец 11 канала 9.

Как видно в особенности на фиг.3, седло 12 вентиля соединено с направляющим кольцом 22 двумя удерживающими кронштейнами 20, 21. Направляющее кольцо 22, как видно на фиг.1 и 2, направляется во вставке 23, ввинченной в корпус 2 вентиля. Для наглядности на фиг.1 и 2 между направляющим кольцом 22 и вставкой 23 изображен небольшой зазор. Этот зазор обычно все же меньше, чем показано на фигуре, так что корпус 8 седла может поворачиваться относительно вставки 23 и тем самым относительно корпуса вентиля, не изменяя своего положения в корпусе 2 вентиля.

Один удерживающий кронштейн 20 (если смотреть в окружном направлении) закреплен на седле 12 вентиля там, где выходит второй конец 11 канала 9. Второй удерживающий кронштейн 21 смещен относительно первого на 180^o.

На направляющем кольце 22 имеется поверхность 24 для приложения вращающего момента, например, в форме шлица. Эта поверхность 24 для приложения вращающего момента может быть дополнена соответствующей поверхностью для приложения вращающего момента, расположенной в направляющем кольце 22, которая смещена на угол, отличающийся от 180^o. В любом случае поверхность 24 для приложения вращающего момента находится в области одного из удерживающих кронштейнов 20, 21. Благодаря этому направляющее кольцо 22 и его привод могут быть сцеплены друг с другом только в определенном угловом положении или положении поворота.

Протяженность обоих удерживающих кронштейнов 20, 21 в окружном направлении максимально такая же, как протяженность промежутков между ними в окружном направлении, однако, как правило, существенно меньше, чем протяженность этих промежутков. Таким образом, корпус 8 седла достаточно открыт и практически не оказывает сопротивления протеканию воды (или другой жидкости).

Для перестановки корпуса 8 седла в корпусе 2 во вставке 23 установлен выходящий наружу перестановочный элемент 25. Перестановочный элемент 25 имеет выступающую из вставки 23 рабочую поверхность 26, на которую монтажник может воздействовать либо рукой, либо инструментом, чтобы повернуть корпус 8 седла в корпусе 2 вентиля из показанного на фиг.1 положения, в котором второй конец 11 канала 9 совмещен с впускным отверстием 6, на 180^o, в результате чего второй конец 11 совмещается с выпускным отверстием 7.

Форма дна внутренней полости 5 соответствует поверхности шара, т.е. эта поверхность выполнена сферической. Таким образом, она является осесимметричной, поэтому корпус 8 вентиля, точнее говоря окружающая второй конец 11 канала 9 уплотнительная поверхность 27 независимо от углового положения корпуса 8 седла относительно корпуса 2 вентиля удерживается в контакте со стенкой внутренней полости 5. Благодаря сферической форме достигается возможность хорошего уплотнения между корпусом 8 седла и корпусом 2 вентиля, которое дополнительно улучшается благодаря уплотнительному кольцу 18. Так как ни в одном положении поворота корпуса 8 седла относительно корпуса 2 вентиля между ними не будет увеличенного зазора, исключается опасность выпадания уплотнительного кольца 18 из своей канавки 19. В принципе может использоваться практически любая осесимметричная форма.

На удерживающих кронштейнах 20, 21 могут быть дополнительно предусмотрены выступы 28, которые могут служить в качестве направляющих для вентильного элемента 13. В результате всегда обеспечивается точное позиционирование вентильного элемента 13 относительно седла 12 вентиля независимо от углового положения корпуса 8 седла относительно корпуса 2 вентиля.

Как видно в особенности на фиг.1 и 2, впускное отверстие 6 и выпускное отверстие 7 наклонены примерно на 45^o относительно вертикали, т.е. относительно направления перемещения вентильного элемента 13. Впускной соединительный элемент 3 расположен горизонтально, а выпускной соединительный элемент 4 вертикально. Благодаря ориентации впускного отверстия 6 и выпускного отверстия 7 оба они имеют по существу одинаковые поперечные сечения.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к вентилям, установленным на трубопроводах отопительной системы. Вентиль, в частности вентиль радиатора отопления, содержит корпус, имеющий впускной соединительный элемент и выпускной соединительный элемент. Между упомянутыми соединительными элементами расположено запорное устройство с вентильным элементом и седлом вентиля. Корпус вентиля имеет внутреннюю полость. Эта полость сообщается через впускное отверстие с впускным соединительным элементом и через выпускное отверстие - с выпускным соединительным элементом. Седло вентиля расположено на первом конце канала внутри корпуса седла. Последний установлен во внутренней полости с возможностью поворота между первым положением, в котором второй конец канала совмещен с впускным отверстием, и вторым положением, в котором второй конец канала совмещен с выпускным отверстием. Между корпусом вентиля и окружающей канал стенкой образована свободная полость. Изобретение направлено на обеспечение работы вентиля независимо от направления протекания потока. 13 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Вентиль, в частности вентиль радиатора отопления, содержащий корпус вентиля, имеющий впускной соединительный элемент и выпускной соединительный элемент, между которыми расположено запорное устройство с вентильным элементом и седлом вентиля, отличающийся тем, что корпус (2) вентиля имеет внутреннюю полость (5), сообщающуюся через впускное отверстие (6) с впускным соединительным элементом (3) и через выпускное отверстие (7) - с выпускным соединительным элементом (4), при этом седло (12) вентиля расположено на первом конце (10) канала (9) внутри корпуса (8) седла, который установлен во внутренней полости (5) с возможностью поворота между первым положением, в котором второй конец (11) канала (9) совмещен с впускным отверстием (6), и вторым положением, в котором второй конец (11) канала (9) совмещен с выпускным отверстием (7), а между корпусом (2) вентиля и окружающей канал (9) стенкой образована свободная полость. 2. Вентиль по п.1, отличающийся тем, что корпус (8) седла установлен с возможностью поворота вокруг оси, параллельной направлению перемещения вентильного элемента (13). 3. Вентиль по п.1 или 2, отличающийся тем, что второй конец (11) канала (9) окружен уплотнением (18). 4. Вентиль по пп.1-3, отличающийся тем, что внутренняя полость (5) является осесимметричной вдоль пути, по которому перемещается второй конец (11) канала (9). 5. Вентиль по п.4, отличающийся тем, что внутренняя полость (5), по меньшей мере, в области, в которой расположены впускное и выпускное отверстия (6,7), имеет сферическую ограничительную стенку. 6. Вентиль по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что первое и второе положения смещены друг относительно друга на 180^o. 7. Вентиль по пп.1-6, отличающийся тем, что впускное отверстие (6) и выпускное отверстие (7) имеют оси, расположенные под одинаковым углом к направлению перемещения вентильного элемента (13). 8. Вентиль по п.7, отличающийся тем, что указанный угол лежит в пределах 40 - 50^o. 9. Вентиль по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что корпус (8) седла имеет направляющее кольцо (22), которое направляется в корпусе(2) вентиля или в соединенной с ним вставке (23). 10. Вентиль по п.9, отличающийся тем, что направляющее кольцо (22) имеет поверхность (24) для приложения вращающего момента. 11. Вентиль по п. 10, отличающийся тем, что поверхность (24) для приложения вращающего момента взаимодействует с доступным снаружи перестановочным устройством (25). 12. Вентиль по п. 9 или 10, отличающийся тем, что направляющее кольцо (22) соединено с седлом (12) вентиля через удерживающие кронштейны (20, 21), протяженность которых в окружном направлении максимум такая же, как протяженность промежутков между ними. 13. Вентиль по п.12, отличающийся тем, что один удерживающий кронштейн (20) расположен в окружном направлении в области второго конца (11) канала (9). 14. Вентиль по п.12 или 13, отличающийся тем, что два удерживающих кронштейна (20,21) смещены друг относительно друга на 180^o.