ТЕРМОСТАТИЧЕСКАЯ НАСАДКА КЛАПАНА Российский патент 2003 года по МПК F16K31/68 

Изобретение относится к термостатической насадке клапана, содержащей корпус, термоэлемент, соединенный посредством соединительного элемента с исполнительным элементом, и регулировочный привод, изменяющий действующее соединение между исполнительным элементом и термоэлементом.

Термостатическая насадка такого типа известна из DE 3153654 С2. В этой насадке длина стержня, служащего в качестве соединительного элемента между термоэлементом и толкателем клапана системы отопления, изменяется посредством эллиптического диска, который вставляется между стержнем и толкателем либо своим большим диаметром, либо малым диаметром. Для этого диск, установленный подвижно, поворачивается электродвигателем через зубчатую передачу. Электродвигатель установлен сбоку, на промежуточном элементе, предназначенном для помещения эллиптического диска между пальцем и толкателем.

Термостатическая насадка такой конструкции вытянута по оси, т.е. выступает от радиатора в помещение. Из-за увеличенного соотношения плеч рычагов возможны повреждения.

Такие термостатические насадки используются для изменения заданного значения термоэлемента в какое-либо время суток по желанию пользователя. Например, может оказаться желательным поддерживать ночью в одной из комнат более низкую температуру, уменьшая заданное значение, например, на 1-5^o. В этом случае в насадке согласно DE 3153654 С2 стержень опускается на соответствующее расстояние, так что при той же температуре в комнате клапан радиатора будет дросселировать или закрываться раньше.

Другая возможность изменения температуры в помещении описана в DE 3545232 А1. Здесь на передней стороне термостатической насадки клапана расположено устройство управления, содержащее датчик давления, воздействующий на термоэлемент. Давление в термоэлементе, создаваемое повышенной температурой и передаваемое к толкателю клапана, преобразуется в механическое давление.

Однако такое устройство относительно дорогое. Кроме того, оно имеет большие размеры и неудобно для оператора при работе с термостатической насадкой. И наконец, в таком устройстве термоэлемент подвергается большой нагрузке.

В основу изобретения положена задача обеспечить автоматическую работу термостатической насадки клапана при сохранении малых размеров.

Эта задача решается тем, что в термостатической насадке клапана регулировочное устройство имеет устройство управления, расположенное сбоку, рядом с корпусом и разъемно соединенное с ним.

Такая конструкция имеет несколько преимуществ. Устройство управления позволяет обеспечить автоматическое управление термостатической насадкой клапана в соответствии с тем, как это задано устройством управления. Для этого устройство управления может содержать, например, таймер или процессор, управляемый по программе. В различных вариантах выполнения устройства действующее соединение между термоэлементом и исполнительным элементом может регулироваться в зависимости от времени или других условий. С помощью такого устройства управления можно, например, принимать сигналы от центрального блока и обрабатывать их устройством управления. Расположение устройства управления рядом с корпусом является выгодным в отношении уменьшения требуемого пространства. В данном случае термостатическая насадка не выступает от радиатора в комнату. Фраза "сбоку, рядом с корпусом" означает, что устройство управления не является продолжением термостатической насадки по центральной оси ее корпуса, а расположено радиально относительно этой оси. Далее, разъемное соединение также создает много возможностей. Во-первых, устройство управления может сниматься с термостатической насадки клапана и вновь устанавливаться на нее или на ее корпус, как правило, путем одной или двух манипуляций с приложением лишь небольшого усилия и преимущественно без использования каких-либо инструментов. Это позволяет при необходимости заменять устройство управления. Установка органов управления на устройстве управления в заданное положение может осуществляться, когда оно отсоединено от насадки, что намного удобнее. Как правило, термостатические насадки клапана расположены на радиаторе приблизительно на уровне бедра человека, поэтому при установке органов управления в заданные положения, например при программировании, непосредственно на месте, оператор вынужден находиться в довольно неудобной позе. Если же можно снять устройство управления, то установку органов управления или программирование можно выполнить в удобном положении, например сидя за столом, после чего устройство управления со всеми выставленными значениями можно снова присоединить к термостатической насадке.

Органы управления предпочтительно расположены на стороне устройства управления, обращенной к корпусу. Такой вариант выполнения имеет два преимущества. Во-первых, в этом случае устройство управления может иметь приятный внешний вид, так как оно снаружи будет иметь гладкую поверхность, что также упрощает его чистку. Во-вторых, когда устройство управления установлено на термостатической насадке, органы управления закрыты и, следовательно, защищены насадкой. Благодаря этому практически предотвращается неумышленное изменение выставленных на устройстве управления значений.

В предпочтительном варианте выполнения органы управления имеют дисплей и предусмотрен выключатель, выключающий дисплей, когда устройство управления и корпус соединены друг с другом, и включающий дисплей, когда они отсоединены друг от друга. Дисплей позволяет пользователю видеть значения, которые он установил на устройстве управления. Соответственно, дисплей должен быть виден только тогда, когда пользователь действительно смотрит на него, а не тогда, когда устройство управления закреплено на термостатической насадке клапана. В последнем случае дисплей выключен, что позволяет намного сэкономить потребляемую энергию. В особенности это важно, если устройство управления питается только от батарей, так как благодаря отключению дисплея срок их службы может быть значительно увеличен. Выключение и включение дисплея происходит автоматически в результате установки устройства управления на термостатической насадке и снятии с нее, что исключает возможность каких-либо ошибок со стороны пользователя.

Устройство управления и корпус соединены друг в другом предпочтительно посредством соединения в виде защелки, имеющего по меньшей мере один зубец и одну соответствующую поверхность зацепления, которые могут перемещаться друг относительно друга. Для установки устройства управления на термостатической насадке нужно просто надвигать его на корпус насадки до тех пор, пока зубцы не заскочат за поверхность зацепления. Момент зацепления легко определить по щелчку. Такое соединение является очень простым. и может быть легко выполнено даже неквалифицированным человеком. Для снятия устройства управления с корпуса нужно переместить поверхность зацепления и зубец друг относительно друга и освободить зубец. Эта операция также выполняется без проблем.

При этом предпочтительно, чтобы зубец был расположен на жестком рычаге, а поверхность зацепления могла перемещаться. Такое соединение является сравнительно прочным. Когда зубец выполнен на жестком рычаге, он не должен быть упругим, т.е. рычаг может иметь довольно большие размеры. Сборка упрощается, так как жесткий рычаг нелегко согнуть. Для освобождения зубцов из зацепления нужно просто сместить поверхность зацепления, например путем нажатия с преодолением силы, создаваемой возвратной пружиной.

Наиболее предпочтительно, чтобы зубец был расположен на корпусе, а поверхность зацепления была расположена на устройстве управления. Такая конструкция наиболее выгодна с точки зрения прочности.

Также предпочтительно, чтобы зубец служил в качестве управляющего элемента выключателя, нагруженного силой пружины в направлении замыкания. Благодаря этому для управления выключателем не требуется дополнительных элементов.

Целесообразно, чтобы соединение в виде защелки имело два зубца, расположенные по существу симметрично относительно уровня, проходящего через среднюю ось корпуса. Это упрощает монтаж без ухудшения прочности соединения.

Между устройством управления и корпусом может иметься дополнительное зубцовое соединение. Это улучшает внешний вид насадки. В этом случае нет необходимости располагать зубцы в области центра тяжести устройства управления. Кроме того, дополнительное зубцовое соединение, расположенное вне этой области, обеспечивает плотное прилегание устройства управления к корпусу термостатической насадки. Такое соединение также может быть выполнено в виде защелки. Однако зубцы могут быть подвешены в корпусе. Тогда устройство управления наклоняют в сторону корпуса до тех пор, пока зубцы не зайдут за поверхность зацепления, сцепляясь с ней. Термин "удерживающее соединение" означает, что такое соединение должно воспринимать только тянущие силы.

Регулировочное устройство предпочтительно имеет зубчатую передачу, включающую входное зубчатое колесо, которое закреплено в корпусе и выступает из него через щель, а устройство управления имеет щель, через которую входит входное зубчатое колесо.

Можно выбрать входное зубчатое колесо с довольно большим диаметром, чтобы при относительно малом количестве зубчатых колес можно было получить большое передаточное отношение между двигателем в устройстве управления и регулировочным механизмом внутри корпуса. Подшипник входного зубчатого колеса в корпусе может иметь сравнительно большую прочность. Соединение двигателя устройства управления с соответствующим регулировочным механизмом легко осуществляется благодаря тому, что устройство управления закреплено на корпусе.

Особенно предпочтительно, чтобы зубцы были расположены по существу на одном уровне со входным зубчатым колесом. Когда двигатель устройства управления включается для поворота входного зубчатого колеса, именно здесь возникает механическая нагрузка, которая воспринимается разъемным соединением. Расположение зубцов на одном уровне с зубчатым колесом позволяет предотвратить возникновение больших моментов, обусловленных наклоном, между устройством управления и корпусом.

Изобретение относится также к устройству управления, служащему в качестве вспомогательного устройства для термостатической насадки клапана, описанной выше. Достигаемое при этом преимущество состоит в возможности создания для термостатической насадки клапана устройств управления нескольких различных видов, которые могут иметь одинаковую механическую конструкцию, но разные характеристики управления. Это расширяет функциональные возможности термостатических насадок клапана.

Далее изобретение описано на примере предпочтительных вариантов его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает сбоку термостатическую насадку клапана с установленным на ней устройством управления;
фиг. 2 изображает сверху эту же термостатическую насадку со снятым устройством управления;
фиг.3 схематично изображает в разрезе соединение в виде защелки;
фиг. 4 изображает соединение, показанное на фиг.3, в положении зацепления;
фиг.5 изображает сбоку термостатическую насадку клапана со снятым устройством управления;
фиг.6 изображает устройство управления со стороны, обращенной к термостатической насадке клапана;
фиг.7 подробно изображает зубцовое соединение;
фиг. 8 изображает зубцовое соединение, показанное на фиг.7, в замкнутом положении.

На фиг.1 показана термостатическая насадка 1 клапана, содержащая корпус 2, который может быть закреплен на клапане (подробно не показан) радиатора с помощью соединительной гайки 3 или другого подходящего соединительного элемента. Функциональные элементы внутри этой термостатической насадки изображены схематично пунктирными линиями. Термостатическая насадка имеет термоэлемент 4, который при нагревании толкает ходовой винт 5 вниз (относительно положения на фиг. 1). Ходовой винт 5 перемещает исполнительный элемент 6, который нажимает на толкатель (подробно не показан) клапана. Чем на большее расстояние внутрь проталкивается толкатель, тем больше дросселирует клапан радиатора. Имеется устройство 7 для изменения длины ходового винта 5, которое изменяет действующее соединение между термоэлементом 4 и исполнительным элементом 6. Чем длиннее ходовой винт 5, тем раньше дросселирует клапан радиатора при неизменной температуре окружающей среды. Например, путем увеличения длины ходового винта можно на ночь задать более низкое значение температуры.

Заданное значение в термостатической насадке клапана можно установить, например, с помощью поворотной рукоятки 8. Однако можно изменить заданное значение непосредственно через устройство 7.

Сбоку на корпусе 2 установлено устройство 9 управления, соединенное с ним разъемно. В данном случае "сбоку" означает, что оно расположено параллельно ходовому винту 5, т.е. не является его продолжением по оси, поэтому устройство 9 управления не увеличивает осевой длины термостатической насадки клапана.

Устройство 9 управления соединено с корпусом 2 посредством соединения в виде защелки. Это соединение подробно показано на фиг.3 и 4. Благодаря такому соединению можно снимать устройство управления путем одной манипуляции, а затем так же просто устанавливать его обратно.

Корпус 2 имеет два зубца 10, каждый из которых расположен на конце жесткого рычага 11. Жесткие рычаги 11 настолько прочны, что могут выдерживать вес устройства управления, не деформируясь. Однако при приложении большей силы деформация рычагов 11 возможна. Рычаги могут представлять собой пластмассовые элементы, образованные на корпусе 2.

Устройство 9 управления имеет корпус 12 с отверстиями 13 (фиг.6) для прохода зубцов 10. За каждым отверстием 13 расположен ползунок 14, который выталкивается наружу нажимной пружиной 15. С наружной стороны ползунок 14 образует кнопку 16, которая может вдавливаться в корпус 12 в направлении стрелки 17.

На стороне ползунка 14, обращенной от корпуса 2, находится поверхность 18 зацепления, за которую может заходить и зацепляться зубец 10.

При соединении корпуса 12 устройства 9 управления с корпусом 2 термостатической насадки 1 клапана устройство 9 управления своими отверстиями 13 насаживается на концы зубцов 10. При перемещении устройства 9 управления к корпусу 2 ползунки 14 перемещаются внутрь, преодолевая силу пружины 15. Как только зубец 10 заходит за ползунок 14, ползунок 14 зацепляется за зубец 10, вследствие чего зубец 10 будет опираться на поверхность зацепления. Поскольку рычаг 11 имеет большую прочность, этот способ соединения обеспечивает достаточное надежное крепление устройства 9 управления на корпусе 2.

В устройстве 9 управления расположен выключатель 19, имеющий подвижный элемент 20 и контакт 21. Как видно на фиг.3, когда устройство 9 управления поднято относительно корпуса 2, подвижный элемент 20 опирается на контакт 21. Если же устройство 9 управления соединяется с корпусом 2 (фиг.4), то конец 19 зубца 10 отводит подвижный элемент 20 от контакта 21, тем самым прерывая электрическое соединение между ними.

Устройство управления содержит двигатель 22, изображенный на фиг.1 пунктирными линиями, двигатель 22 поворачивает шестерню 23 зубчатой передачи, которая поворачивает входное зубчатое колесо 24, показанное на фиг.2. Входное зубчатое колесо 24 установлено на одном уровне с рычагами 10. Таким образом, рычаги расположены по обеим сторонам от входного зубчатого колеса 24. Когда двигатель 22 через шестерню 23 поворачивает шестерню 24, возникают силы, создающие напряжение в соединении в виде защелки между устройством 9 управления и корпусом 2. Однако эти силы не создают крутящего момента, способного повернуть устройство 9 управления относительно корпуса 2.

Как видно на фиг.6, устройство 9 управления имеет щелевидное отверстие 25, в которое при установке этого устройства входит зубчатое колесо 24. Как только образуется соединение между устройством 9 управления и корпусом 2, образуется также соединение между двигателем 22 и устройством 7. В данном случае оно осуществляется путем зацепления зубчатых колес при их радиальном перемещении навстречу друг другу.

На фиг. 6 схематично показана сторона устройства 9 управления, которая при закреплении его на насадке опирается на ее корпус 2. На этой стороне находятся органы 26 управления, в частности дисплей 27, наборная панель 28 и несколько кнопок 29. Дисплей может выключаться посредством выключателя 19. Это позволяет экономить электроэнергию, что особенно желательно в случае, если устройство 9 управления питается от батареи. Таким образом, когда устройство 9 управления установлено на корпусе 2, дисплей 27 всегда выключен. В этом случае пользователь не может ничего считать с дисплея, а переключатели наборной панели 28 и кнопки 29 защищены от случайного переключения и нажатия.

В положении насадки, показанном на фиг. 1 и 5, зубцы 10 соединены с устройством 9 управления довольно высоко. Для того, чтобы между устройством 9 управления и корпусом 2 не было зазора в нижней части, там предусмотрено дополнительное зубцовое соединение, показанное на фиг.7 и 8, изображающих разрез А-А согласно фиг.5 на разных стадиях монтажа.

В корпусе 12 устройства 9 управления выполнены дополнительные отверстия 30, нижняя поверхность которых может иметь уклон 31 для упрощения монтажа. На корпусе 2 имеется зубец 32, который может вводиться в отверстие 30 для зацепления со стенкой 33 позади нее. При этом силы фиксации сравнительно малы. Они должны лишь быть достаточны для предотвращения отсоединения друг от друга устройства 9 управления и корпуса 2.

Термостатическая насадка 1 может работать так же, как обычная термостатическая насадка, когда с помощью поворотной рукоятки 8 выставляют заданное значение температуры. Для этого необязательно устанавливать на корпусе 2 устройство 9 управления.

При установке на корпусе 2 устройства 9 управления возможности термостатической насадки расширяются. Например, можно установить для одного радиатора на ночь меньшее заданное значение температуры.

Если пользователь хочет изменить заданное значение ночной температуры или установить его на более позднее время, то он снимает устройство 9 управления с корпуса 2, нажимая на кнопку 16, и с помощью органов 26 управления соответственно изменяет программу. Затем устройство 9 управления можно снова установить на корпусе 2 и соединить с ним. Эта операция очень удобна для потребителя, и повреждение насадки или устройства управления при ее выполнении маловероятно.

Изобретение относится к термостатической насадке клапана, содержащей корпус, термоэлемент, соединенный посредством соединительного элемента с исполнительным элементом, и регулировочный привод, изменяющий действующее соединение между исполнительным элементом и термоэлементом. Изобретение обеспечивает автоматическую работу насадки без увеличения ее размеров. Регулировочное устройство имеет устройство управления, расположенное сбоку, рядом с корпусом и соединенное с ним разъемно. Устройство управления имеет отверстие, в которое входит входное зубчатое колесо регулировочного устройства, выступающее из корпуса. 2 с. и 10 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Термостатическая насадка клапана, содержащая корпус, термоэлемент, соединенный посредством соединительного элемента с исполнительным элементом, и регулировочное устройство, изменяющее действующее соединение между исполнительным элементом и термоэлементом и имеющее устройство (9) управления, расположенное сбоку, рядом с корпусом (2) и разъемно соединенное с ним, отличающаяся тем, что регулировочное устройство имеет зубчатую передачу, включающую входное зубчатое колесо (24), которое закреплено в корпусе (2) и выступает из него, причем устройство (9) управления имеет отверстие (25), в которое входит входное зубчатое колесо (24). 2. Термостатическая насадка клапана по п. 1, отличающаяся тем, что органы управления расположены на стороне устройства (9) управления, обращенной к корпусу (2). 3. Термостатическая насадка клапана по п. 2, отличающаяся тем, что органы (26) управления имеют дисплей (27), при этом предусмотрен выключатель (19), который выключает дисплей (27), когда устройство (9) управления и корпус (2) соединены друг с другом, и включает дисплей, когда они отсоединены друг от друга. 4. Термостатическая насадка клапана по одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что устройство (9) управления и корпус (2) соединены друг с другом посредством соединения в виде защелки, имеющего по меньшей мере один зубец (10) и одну соответствующую поверхность (18) зацепления, которые могут перемещаться относительно друг друга. 5. Термостатическая насадка клапана по п. 4, отличающаяся тем, что зубец (10) расположен на жестком рычаге (11), а поверхность (18) зацепления может перемещаться. 6. Термостатическая насадка клапана по п. 4 или 5, отличающаяся тем, что зубец (10) расположен на корпусе (2), а поверхность (18) зацепления расположена на устройстве управления. 7. Термостатическая насадка клапана по одному из пп. 4-6, отличающаяся тем, что зубец (10) служит в качестве управляющего элемента выключателя (19), нагруженного силой пружины в направлении замыкания. 8. Термостатическая насадка клапана по одному из пп. 4-7, отличающаяся тем, что соединение в виде защелки имеет два зубца (19), расположенные, по существу, симметрично относительно уровня (34), проходящего через среднюю ось корпуса (2). 9. Термостатическая насадка клапана по п. 8, отличающаяся тем, что между устройством (9) управления и корпусом (2) имеется дополнительное зубцовое соединение (32, 33). 10. Термостатическая насадка клапана по одному из пп. 1-9, отличающаяся тем, что зубчатое колесо (24) выступает из корпуса (2) через щель, а отверстие (25) выполнено щелевидным. 11. Термостатическая насадка клапана по п. 10, отличающаяся тем, что зубцы (10) расположены, по существу, на одном уровне со входным зубчатым колесом (24). 12. Устройство управления для термостатической насадки (1) клапана по одному из пп. 1-11, имеющее отверстие (25), в которое может входить входное зубчатое колесо (24) регулировочного устройства и за которым расположена шестерня (23), которая поворачивается двигателем (22).