ВЕНТИЛЬ, В ЧАСТНОСТИ ВЕНТИЛЬ РАДИАТОРА ОТОПЛЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК F16K1/36 F16K47/02 

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

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

Обычно для вентиля радиатора отопления такого типа направление протекания воды задано и указано стрелкой на наружной стороне корпуса. Однако во многих случаях его можно найти только в руководстве по монтажу. 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 должна быть соединена с впускным соединительным элементом, а сторона запорного устройства с вентильным элементом - с выпускным соединительным элементом. При движении вентильного элемента к седлу он перемещается навстречу текущей воде и происходит ее постепенное дросселирование. При таком "правильном" режиме работы проблем обычно не возникает.

Если же вентиль подключен неправильно, т.е. если питающий трубопровод отопительной системы соединен с выпускным соединительным элементом, то вода течет по вентильному элементу к седлу и далее 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 также мгновенно возрастает давление в выпускном соединительном элементе. Это возрастание давления проявляется как гидравлический удар, который не только создает неприятные шумы, но может вызвать и 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 потому, что в старых домах или установках невозможно точно определить, какой трубопровод служит для подвода горячей воды, а какой для ее отвода.

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

Для вентиля указанного типа эта задача решается тем, что в корпусе седла, установленном в корпусе вентиля, выполнены подводящий канал, один конец которого соответствует седлу вентиля, и отводящий канал, причем корпус седла установлен в корпусе вентиля с возможностью поворота между первым положением, в котором подводящий какал соединен с впускным соединительным элементом, а отводящий канал - с выпускным соединительным элементом, и вторым положением, в котором подводящий канал соединен с выпускным соединительным элементом, а отводящий канал - с впускным соединительным элементом.

В такой конструкции путь потока жидкости, используемой в системе отопления, через вентиль всегда можно сделать таким, что вентильный элемент будет обтекаться жидкостью, выходящей через седло вентиля. Если оказывается, что это не так, т.е. если седло вентиля обтекается со стороны вентильного элемента, то достаточно повернуть корпус седла в корпусе вентиля, чтобы получить правильный режим. Так как оба канала, т.е. подводящий и отводящий каналы, расположены в корпусе седла, то независимо от выполнения корпуса вентиля всегда обеспечивается протекание жидкости через вентиль по требуемому пути как в одном направлении, так и в другом. Уплотнение является относительно простым, так как в принципе должен быть уплотнен только корпус седла относительно корпуса вентиля.

Предпочтительно, чтобы седло вентиля было образовано одним концом подводящего канала. В этом случае при необходимости достаточно обработать корпус седла в области отверстия подводящего канала, чтобы получить поверхность, к которой может плотно прилегать вентильный элемент. Дальнейшие меры не требуются, так что затраты на изготовление могут быть небольшими. Очевидно, что можно также расположить седло вентиля в корпусе вентиля. В этом случае может потребоваться дополнительное уплотнение между соответствующим седлу вентиля концом подводящего канала и частью корпуса вентиля, в которой расположено седло вентиля.

Корпус седла установлен с возможностью поворота предпочтительно вокруг центральной оси седла вентиля. Поэтому положение седла при повороте не изменяется. Независимо от того, в какое положение был повернут корпус седла, гарантируется, что седло будет расположено напротив вентильного элемента.

Особенно предпочтительно, чтобы седло вентиля было круглым. В этом случае точное позиционирование корпуса седла в корпусе вентиля после поворота не играет решающей роли, т.е. взаимодействие вентильного элемента и седла обеспечивается и тогда, когда корпус седла повернут не на 180^o, а например, только на 175^o.

Отводящий канал имеет отверстие предпочтительно на поверхности корпуса седла, на которой также расположено седло вентиля. Это упрощает условия обтекания, так как жидкость системы отопления, выходящая из седла, может входить в отверстие отводящего канала, не проходя большого пути внутри корпуса вентиля. Это снижает гидравлические потери и шумы.

Целесообразно, чтобы отверстие окружало седло вентиля на части его периметра. Это дополнительно улучшает путь потока жидкости системы отопления. Имеется только короткий свободный отрезок пути жидкости вне корпуса седла. При этом путь жидкости через вентиль можно задать относительно точно путем выбора конструктивного выполнения впускного и выпускного каналов. В дополнение к этому можно выполнить отверстие выпускного канала с относительно большой площадью без необходимости соответствующего увеличения корпуса седла. Это тоже способствует снижению гидравлических потерь.

Корпус седла по меньшей мере там, где находятся его опорные поверхности, может быть выполнен сферическим. Так как корпус седла может поворачиваться, вентиль можно рассматривать как шаровой вентиль. Шаровые вентили оправдали себя с давнего времени. Они надежны и сравнительно легко уплотняются. Благодаря сферической форме корпус седла может легко поворачиваться в корпусе вентиля.

Особенно предпочтительно, чтобы сферический корпус имел цилиндрический выступ, на торцевой стороне которого расположены седло вентиля и отверстие. С помощью цилиндрического выступа может быть образована плоская поверхность, а именно поверхность на торцевой стороне. Тогда вентильный элемент может быть изготовлен с небольшими затратами. Он может быть также выполнен плоским. Несмотря на это в закрытом вентиле достигается достаточно хорошее уплотнение.

Целесообразно, чтобы сферический корпус имел устройство для приложения вращающего момента. В этом случае корпус седла можно установить в положение для соответствующего направления протекания, действуя снаружи. Оператор должен воздействовать на указанное устройство, приложив момент, необходимый для поворота сферического корпуса.

Особенно предпочтительно, чтобы устройство для приложения вращающего момента было выполнено в виде полого цилиндра по меньшей мере с одним осевым шлицом. Тогда полый цилиндр может одновременно служить в качестве направляющей корпуса седла в корпусе вентиля. Далее, полый цилиндр позволяет расположить устройство для приложения вращающего момента дальше в наружном направлении, так что для поворота корпуса седла в корпусе вентиля специальные инструменты, как правило, не требуются.

Как седло вентиля, так и отверстие могут быть расположены радиально внутри полого цилиндра. Это также упрощает путь потока. Чтобы попасть в выпускной канал, жидкость системы отопления, вытекающая из впускного канала, не должна проходить через дополнительные конструктивные элементы.

Корпус седла может быть установлен в корпусе вентиля на двух кольцевых уплотнениях. Это дает два преимущества. Так как кольцевые уплотнения имеют определенную упругость, они могут служить в качестве демпфирующей опоры корпуса седла в корпусе вентиля. Кроме того, они уплотняют по опорной поверхности корпус седла относительно корпуса вентиля.

Ниже изобретение описано на примере предпочтительного варианта его выполнения со ссылками на чертежи, на которых:
фиг. 1 схематично изображает продольный разрез вентиля радиатора отопления;
фиг.2 - вид сверху на корпус седла.

На фиг. 1 показан вентиль 1 радиатора отопления, содержащий корпус 2 вентиля, имеющий впускной соединительный элемент 3 и выпускной соединительный элемент 4. В представленном варианте впускной соединительный элемент 3 и выпускной соединительный элемент 4 расположены в плоскости чертежа со смещением друг относительно друга на 90^o. Очевидно, что впускной соединительный элемент 3 и выпускной соединительный элемент 4 могут быть расположены по одной прямой линии.

Понятия "впускной" и "выпускной" используются для соединительных элементов 3 и 4 лишь для того, чтобы различать их между собой. Как будет показано ниже, не обязательно, чтобы жидкость системы отопления поступала во впускной соединительный элемент 3 и выходила через выпускной соединительный элемент 4. Она может протекать и в обратном направлении.

Между впускным соединительным элементом 3 и выпускным соединительным элементом 4 расположено запорное устройство 5, имеющее вентильный элемент 6 и седло 7 вентиля. Вентильный элемент 6 установлен на шпинделе 8, с помощью которого он может перемещаться, как показано двойной стрелкой 9, в направлении от седла 7 или к нему. Шпиндель 8 может перемещаться исполнительным устройством (не показано), например, термостатической насадкой для вентиля или сервомотором. Вентильный элемент 6 в области, где он взаимодействует с седлом 7, может иметь конический скос для создания уплотнения кромки седла 7, когда вентиль закрыт.

Седло 7 расположено в корпусе 10 седла, который установлен в корпусе 2 вентиля с возможностью поворота.

Корпус седла имеет подводящий канал 11 и отводящий канал 12, т.е. оба канала 11, 12 размещены внутри корпуса 10 седла. Отверстие подводящего канала 11 образует на торцевой поверхности 13 седло 7 вентиля. Участок, окружающий седло 7, может быть при необходимости дополнительно обработан, чтобы обеспечить плотное прилегание вентильного элемента 6. Другой конец подводящего канала 11 выходит из корпуса 10 седла практически под прямым углом к седлу 7.

Отводящий канал 12 имеет отверстие 14, которое тоже расположено на торцевой стороне 13 и, как видно на фиг.2, окружает седло 7 несколько более чем на 180^o. Другой конец отводящего канала 12 выходит из корпуса 10 седла примерно под прямым углом к седлу, так что концы подводящего канала 11 и отводящего канала 12, не лежащие на торцевой стороне 13, расположены примерно диаметрально противоположно друг другу.

Седло вентиля, как видно на фиг.2, является круглым. Корпус 10 седла может поворачиваться вокруг оси 15 седла 7 вентиля. При этом положение вентильного элемента 6 относительно седла 7 не изменяется. Очевидно, что можно изменять положение других концов подводящего канала 11 и отводящего канала 12 относительно впускного соединительного элемента 3 или выпускного соединительного элемента 4.

В показанном на фиг.1 положении корпуса 10 седла жидкость системы отопления может входить через впускной соединительный элемент 3 и протекать через подводящий канал 11 к седлу 7, обтекая через него вентильный элемент 6, как показано стрелкой 16. После прохождения жидкости через зазор между вентильным элементом 6 и седлом 7 она может вытекать через отверстие 14 отводящего канала 12, как показано стрелкой 17. Из отводящего канала 12 жидкость поступает в выпускной соединительный элемент 4.

Если же корпус 10 седла повернут на 180^o вокруг оси 15, то жидкость поступает от выпускного соединительного элемента 4 в подводящий канал 11, а из отводящего канала 12 во впускной соединительный элемент 3.

Корпус 10 седла в местах, которыми он опирается на корпус 2 вентиля, выполнен сферическим. В качестве опоры корпуса 10 седла в корпусе 2 вентиля служат два кольцевых уплотнения 18, 19, например, в виде тефлоновых или нейлоновых прокладок. Таким образом, корпус 10 седла имеет в местах, которыми он прилегает к кольцевым уплотнениям 18, 19, сферическую наружную стенку. В местах, где находятся концы подводящего канала 11 и отводящего канала 12, корпус 10 седла может быть, наоборот, уплощенным.

Корпус 10 седла имеет цилиндрический выступ 20, на котором образована торцевая сторона 13. Этот выступ 20 продолжен по периметру полым цилиндром 21, в котором выполнены шлицы 22, которые могут использоваться в качестве устройства для приложения вращающего момента. Способом, который не поясняется на чертежах, полый цилиндр 21 направляется в корпусе 2 вентиля, чтобы сохранялось центрирование корпуса 10 седла относительно корпуса 2 вентиля также и в том случае, когда корпус 10 седла перемещается в корпусе 2 вентиля. На чертежах также не показано, что корпус 2 вентиля закрыт, так что жидкость системы отопления выходить из него не может. При необходимости, чтобы повернуть корпус 10 седла, корпус 2 вентиля нужно открыть. В альтернативном варианте закрыт полый цилиндр 21, и жидкость не может выходить также и при открытом корпусе вентиля.

На фиг. 2 видно, что как седло 7 вентиля, так и отверстие 14 отводящего канала 12 расположены внутри полого цилиндра 21. Поэтому жидкость, выходящая из седла 7 вентиля, может непосредственно входить в отверстие 14 отводящего канала 12. Благодаря этому гидравлические потери невелики. Кроме того, упрощается создание уплотнения для пути жидкости.

Если после установки вентиля радиатора отопления монтажник видит, что направление потока через него является неверным, т.е. вентильный элемент 6 не обтекается через седло 7 вентиля, то он, используя подходящий инструмент, через шлицы 22 полого цилиндра 21 поворачивает корпус 10 седла примерно на 180^o. В результате такого простого действия в вентиле устанавливается правильное направление потока.

Дополнительное преимущество рассмотренного вентиля состоит в том, что он может использоваться также в качестве запорного вентиля. Например, если соединительные элементы 3, 4 смещены друг относительно друга на 180^o, то при повороте корпуса седла только на 90^o проход через вентиль блокируется. При повороте на 90^o ни подводящий канал 11, ни отводящий канал 12 не сообщаются ни с одним из соединительных элементов 3, 4.

Возможны разнообразные изменения описанного варианта выполнения вентиля. Например, седло может быть расположено в части корпуса вентиля, а корпус седла может поворачиваться относительно седла. В этом случае при необходимости требуется дополнительное уплотнение между частью корпуса, в которой установлено седло вентиля, и корпусом седла. В таком варианте также желательно, чтобы корпус седла мог поворачиваться со стороны, расположенной противоположно седлу вентиля.

Вентиль предназначен для использования в радиаторах отопления. Вентиль (1) содержит корпус (2), имеющий впускной и выпускной соединительные элементы (3) и (4), между которыми расположено запорное устройство с вентильным элементом (6) и седлом (7). В корпусе (10) седла, установленном в корпусе (2) вентиля, выполнены подводящий канал (11), один конец которого соответствует седлу (7) вентиля, и отводящий канал (12), причем корпус (10) седла установлен с возможностью поворота между первым положением, в котором подводящий канал (11) соединен с впускным элементом (3), а отводящий канал (12) - с выпускным элементом (4), и вторым положением, в котором подводящий канал (11) соединен с выпускным элементом (4), а отводящий канал (12) с впускным элементом (3). Изобретение обеспечивает возможность надежной работы вентиля независимо от направления протекания потока. 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Вентиль, в частности вентиль радиатора отопления, содержащий корпус вентиля, имеющий впускной и выпускной соединительные элементы, между которыми расположено запорное устройство с вентильным элементом и седлом вентиля, отличающийся тем, что в корпусе (10) седла, установленном в корпусе (2) вентиля, выполнены подводящий канал (11), один конец которого соответствует седлу (7) вентиля, и отводящий канал (12), причем корпус (10) седла установлен в корпусе (2) вентиля с возможностью поворота между первым положением, в котором подводящий канал (11) соединен с впускным соединительным элементом (3), а отводящий канал (12) с выпускным соединительным элементом (4), и вторым положением, в котором подводящий канал (11) соединен с выпускным соединительным элементом (4), а отводящий канал (12) с впускным соединительным элементом (3). 2. Вентиль по п. 1, отличающийся тем, что седло (7) вентиля образовано одним концом подводящего канала (11). 3. Вентиль по п. 1 или 2, отличающийся тем, что корпус (10) седла установлен с возможностью поворота вокруг центральной оси (15) седла (7) вентиля. 4. Вентиль по п. 3, отличающийся тем, что седло (7) вентиля является круглым. 5. Вентиль по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что отводящий канал (12) имеет отверстие (14) на поверхности (13) корпуса (10) седла, на которой также расположено седло (7) вентиля. 6. Вентиль по п. 5, отличающийся тем, что отверстие (14) окружает седло (7) вентиля на части его периметра. 7. Вентиль по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что корпус (10) седла по меньшей мере там, где находятся его опорные поверхности, выполнен сферическим. 8. Вентиль по п. 7, отличающийся тем, что сферический корпус имеет цилиндрический выступ (20), на торцевой стороне (13) которого расположены седло (7) вентиля и отверстие (14). 9. Вентиль по п. 7 или 8, отличающийся тем, что сферический корпус имеет устройство (22) для приложения вращающего момента. 10. Вентиль по п. 9, отличающийся тем, что устройство для приложения вращающего момента выполнено в виде полого цилиндра (21) по меньшей мере с одним осевым шлицом (22). 11. Вентиль по п. 10, отличающийся тем, что как седло (7) вентиля, так и отверстие (14) расположены радиально внутри полого цилиндра (21). 12. Вентиль по одному из пп. 1-11, отличающийся тем, что корпус (10) седла установлен в корпусе (2) вентиля на двух кольцевых уплотнениях (18, 19).