УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОСТАТИЧЕСКОЙ НАСАДКИ ДЛЯ ВЕНТИЛЯ Российский патент 2004 года по МПК F16K31/64 F24D19/10 G05D23/30 

Изобретение относится к управляющему устройству для термостатической насадки для вентиля, содержащему корпус, который имеет первую поверхность, образующую опорная поверхность.

Управляющий аппарат такого типа известен из DE 3545232 А1. Этот управляющий аппарат устанавливается на торцевой стороне термостатической насадки для вентиля и прикрепляется к ней в осевом направлении. Из опорной поверхности выступает толкатель, нажимающий на термостатический элемент насадки и имитирующий в ней разность давлений, которая в ином случае может быть вызвана только изменением температуры.

Вентили с термостатическими насадками известны на протяжении нескольких десятилетий и широко используются для управления радиаторами отопления и поверхностями нагрева, например для обогрева пола. С помощью поворотной рукоятки (или другим образом) предварительно устанавливается заданное значение. Затем термостатическая насадка управляет вентилем отопления так, чтобы фактическое значение температуры в помещении было максимально приближено к заданному значению. Правда, такое управление ограничено тем, что заданное значение постоянно. Если желательно изменить температуру в помещении, например снизить ее ночью примерно на 1-5°С, то необходима ручная регулировка. Например, нужно повернуть поворотную рукоятку на определенный угол.

Используя управляющее устройство, можно исключить эту ручную регулировку. Управляющее устройство может в зависимости от варианта выполнения изменять заданное значение для термостатической насадки для вентиля, например, как в известном случае, путем изменения разности давлений, действующих на термостатический элемент, или путем изменения связи между термостатическим элементом и исполнительным элементом, действующим на вентиль отопления. Последний способ описан в DE 3153654 С2, правда, без соответствующего управляющего устройства.

Управляющее устройство должно не только доставляться к месту своей установки, но и иметь возможность неоднократного отсоединения от термостатической насадки для вентиля. Это может оказаться необходимым по разным причинам. Например, желательно иметь возможность менять управляющие устройства для летней и зимней эксплуатации. Также желательно отсоединять управляющее устройство для программирования. Во всех случаях существует опасность повреждения элементов управляющего устройства, которые воздействуют на термостатическую насадку для вентиля. Так как размеры этих элементов задаются, исходя из стоимости изготовления и расхода энергии, таким образом, чтобы они могли непосредственно выполнять свою функцию, то для подобных управляющих устройств опасность повреждения относительно велика. Эти повреждения, если даже не выводят устройство из строя, приводят к повышенному сопротивлению при работе и тем самым к повышенному потреблению энергии, которого по возможности необходимо избегать.

В основе изобретения лежит задача уменьшить опасность указанного повреждения.

Эта задача решается тем, что в управляющем устройстве указанного выше типа в опорной поверхности выполнено отверстие, за которым внутри корпуса расположен выходной элемент приводного устройства.

Тем самым можно расположить внутри корпуса все приводное устройство, включая элемент, который в конечном итоге взаимодействует с термостатической насадкой для вентиля, чтобы осуществлять в ней какие-либо регулировки. Поэтому приводное устройство относительно надежно защищено от внешних механических воздействий. Благодаря этому опасность того, что вследствие непредвиденного неправильного обращения детали приводного устройства будут повреждены, относительно мала. Конструкция согласно изобретению также дает возможность осуществить эффективное соединение приводного устройства управляющего устройства с соответствующими передаточными элементами термостатической насадки для вентиля. Последние могут проходить через отверстие внутрь корпуса. Так как выходной элемент приводного устройства расположен за отверстием, то достаточно вставить в отверстие соответствующий передаточный элемент термостатической насадки для вентиля, который вполне может быть расположен в корпусе насадки. После того как передаточный элемент насадки будет вставлен, что обычно осуществляется путем перемещения управляющего устройства к термостатической насадке для вентиля, образуется эффективное соединение между приводным устройством и регулировочным элементом в термостатической насадке для вентиля. Правда, при таком выполнении необходимо, чтобы соответствующий передаточный элемент находился на термостатической насадке для вентиля. Однако это не так критично. Термостатическая насадка для вентиля обычно установлена на вентиле радиатора отопления или на вентиле другой поверхности нагрева. Эти вентили расположены обычно около стены или у радиатора отопления, т.е. в местах, где при нормальной эксплуатации помещения они никак не могут быть задеты. Опасность того, что передаточный элемент на термостатической насадке для вентиля будет поврежден, в этом случае такая же, как опасность повреждения самой термостатической насадки для вентиля. Из опыта известно, что подобные повреждения хотя и случаются, но крайне редко.

Предпочтительно, чтобы отверстие было выполнено в виде прорези, а выходной элемент был выполнен в виде шестерни, которая расположена за отверстием. В этом случае передаточный элемент, через который осуществляется соединение с управляющим устройством, должен быть выполнен в виде зубчатого колеса. Таким образом, связь между приводным устройством управляющего устройства и регулировочным элементом термостатической насадки для вентиля может осуществляться через зубчатую передачу, которая может работать с относительно малыми потерями. При этом размер отверстия может быть малым, что снижает вероятность повреждений элементов устройства через это отверстие.

Предпочтительно, чтобы было предусмотрено крепежное устройство, которое выполнено разъемным в направлении, по существу перпендикулярном к опорной поверхности. Благодаря этому соединение термостатической насадки для вентиля с управляющим устройством осуществляется посредством перемещения управляющего устройства перпендикулярно к опорной поверхности в сторону термостатической насадки для вентиля или от нее. Таким образом может быть относительно просто образована передаточная цепь между приводным устройством управляющего устройства и регулировочным элементом термостатической насадки. Крепежное устройство в этом случае может быть сравнительно простым, например в виде защелкивающегося или зажимного соединения. Разумеется, крепежное устройство управляющего устройства образует только одну часть общего соединения, в котором элементы термостатической насадки для вентиля взаимодействуют с крепежным устройством управляющего устройства. В крайнем случае крепежное устройство управляющего устройства может быть образовано просто одной поверхностью, за которую зацепляются зацепы на термостатической насадке для вентиля.

Предпочтительно, чтобы выходной элемент был расположен в плоскости, которая проходит через крепежное устройство. Благодаря этому нагрузки на соединение между управляющим устройством и термостатической насадкой для вентиля невелики. При работе приводного устройства в зоне зацепления между выходным элементом приводного устройства и соответствующим входным элементом термостатической насадки для вентиля, например зубчатым колесом, возникают силы. Эти силы действуют через соответствующие рычаги между зоной зацепления и отдельными точками крепежного устройства. Если точка зацепления расположена в плоскости, которая проходит через крепежное устройство, то отдельные вращающие моменты в значительной мере компенсируются, т.е. при приведении в действие приводного устройства предотвращается опрокидывание управляющего устройства относительно термостатической насадки для вентиля.

Это особенно предпочтительно тогда, когда крепежное устройство имеет два основных несущих элемента, которые расположены в той же плоскости, что и выходной элемент. В этом случае достаточно двух "ножек", которые воспринимают значительные силы, возникающие при закреплении управляющего устройства на термостатической насадке для вентиля, в частности силы тяжести. Это не исключает того, что могут быть предусмотрены еще меньшие "удерживающие ножки", которые должны предотвратить отделение управляющего устройства от термостатической насадки. Если расположить точку зацепления выходного элемента с соответствующим входным элементом точно между обоими основными несущими элементами, то рычаг, перпендикулярный к направлению силы, на выходном элементе уменьшится практически до нуля. Таким образом, вращающий момент, который мог бы привести к опрокидыванию управляющего устройства относительно термостатической насадки для вентиля, не возникает. При этом механические нагрузки на соединение невелики.

Предпочтительно, чтобы управляющее устройство имело разблокирующий элемент. Как уже упоминалось выше, управляющий аппарат должен отсоединяться от термостатической насадки для вентиля. В этом случае один элемент механической передаточной цепи, например зубчатое колесо, выступает наружу из корпуса термостатической насадки. При отсоединении управляющего устройства существует опасность того, что вследствие неосторожного обращения (или намеренно) это зубчатое колесо будет повернуто. При этом управляющий аппарат больше не "знает", какую регулировку имеет термостатическая насадка. С помощью разблокирующего элемента можно простым способом исключить эту проблему. Для этого лишь нужно, чтобы термостатическая насадка для вентиля имела стопор, который предотвращает изменение регулировки извне, когда управляющее устройство отсоединено. На управляющем устройстве предусмотрен элемент, который при соединении управляющего устройства с термостатической насадкой прикладывает к этому стопору внешнюю силу или, в другом варианте выполнения, включает муфту между передаточной цепью и регулировочным элементом. Тем самым изменение регулировки в регулировочном устройстве термостатической насадки возможно только тогда, когда к ней присоединено управляющее устройство.

Разблокирующий элемент предпочтительно выполнен в виде толкателя. Этот толкатель может вставляться в термостатическую насадку для вентиля и расцеплять в ней, например, храповую или тормозную муфту, которая действует на зубчатое колесо передаточной цепи, предпочтительно входное зубчатое колесо. Толкатель может использоваться также для того, чтобы включать муфту, которая замыкает передаточную цепь от входного зубчатого колеса к соответствующему регулировочному элементу.

Вместо толкателя или в дополнение к нему разблокирующий элемент может быть выполнен в виде магнита. В этом случае передача силы осуществляется с помощью электромагнита с тем же результатом.

Предпочтительно, чтобы в опорной поверхности было выполнено устройство ввода. Когда управляющее устройство установлено на термостатической насадке, она закрывает устройство ввода. Это улучшает внешний вид общего узла, состоящего из термостатической насадки для вентиля и управляющего устройства. Управляющее устройство может, например, иметь снаружи гладкий корпус, что облегчает его чистку. Кроме того, когда управляющее устройство установлено на термостатической насадке, устройство ввода защищено от случайных воздействий. Это повышает надежность управляющего устройства, а также комфортность при эксплуатации. Правда, чтобы произвести какие-либо изменения в управлении или управляющей программе, пользователь должен отсоединить управляющее устройство от термостатической насадки для вентиля. Однако если пользователь отсоединил управляющее устройство, регулировка в термостатической насадке производиться не должна. Термостатическая насадка для вентиля расположена, как правило, на уровне бедра, а часто еще ниже, так что пользователю приходится выполнять программирование в наклоненном положении. Если же для изменения программы пользователь должен отсоединить управляющее устройство, то он может осуществлять программирование, приняв удобное для себя положение, например сесть за стол. После этого управляющее устройство нужно снова присоединить к термостатической насадке.

При этом особенно предпочтительно, чтобы устройство ввода имело индикатор, соединенный с источником питания через выключатель, который выключает индикатор, когда управляющее устройство соединено с термостатической насадкой для вентиля. Поскольку когда управляющее устройство соединено с термостатической насадкой для вентиля, показания индикатора пользователю не видны, индикатор может быть выключен, что позволит в небольшой мере сэкономить энергию. Это особенно выгодно в том случае, когда управляющее устройство питается от электрических батарей.

Изобретение описывается далее на примере предпочтительного варианта его выполнения со ссылками на чертежи, на которых

фиг.1 схематично изображает разрез управляющего устройства, расположенного рядом с термостатической насадкой,

фиг.2 - опорную поверхность управляющего устройства в горизонтальной проекции;

фиг.3 - разрез по линии III-III на фиг.1, причем управляющее устройство и термостатическая насадка соединены друг с другом.

На фиг.1 изображено управляющее устройство 25 рядом с термостатической насадкой 1 для вентиля в отсоединенном состоянии. На фиг.3 представлено сечение по линии III-III, когда они соединены друг с другом.

Чтобы работа управляющего устройства 25 во взаимодействии с термостатической насадкой 1 для вентиля была более понятна, сначала в общих чертах описывается термостатическая насадка 1.

Термостатическая насадка 1 имеет термостатический элемент 2 с сильфоном 3, в котором расположен шпиндель 4. Термостатический элемент 2 заполнен материалом, который расширяется при повышении температуры и при понижении температуры уменьшает свой объем. Соответственно при повышении температуры сильфон 3 сжимается и перемещает шпиндель 4 вниз (согласно ориентации на фиг.1).

В шпинделе 4 расположена предохранительная пружина 5, упирающаяся в верхнюю торцевую сторону 6 шпинделя 4. Торцевая сторона 6 может быть открытой. Предохранительная пружина прилегает другим своим концом к конусу 7, нижний конец которого образует опорную поверхность 8 для толкателя вентиля радиатора отопления (детально не показан). При нажатии на толкатель вентиль радиатора отопления сильнее дросселирует.

Шпиндель 4 имеет на своем нижнем крае наружный кольцевой фланец 9, которым он через промежуточную шайбу из тефлона (политетрафторэтилена) прилегает к первой резьбовой детали 11. Резьбовая деталь 11 ввинчена во вторую резьбовую деталь 12, выполненную за одно целое с держателем 13, в который ввинчен конус 7. Держатель 13 отжимается пружиной 14 сжатия вверх, т.е. в сторону от толкателя вентиля (детально не показан). Держатель 13 фиксируется в корпусе 19 с помощью упора 35, противодействующего повороту, т.е. держатель установлен с возможностью осевого перемещения относительно корпуса 19, но не может поворачиваться относительно него.

Как видно из фиг.3, шпиндель 4 снабжен упором 17, противодействующим повороту, который сцепляется с выступами 18 на корпусе 19 термостатической насадки, так что шпиндель 4 установлен без возможности поворота.

Шпиндель 4 отжимается предохранительной пружиной 5 от конуса 7 и удерживается фланцем 9 в положении прилегания к первой резьбовой детали 11. Если первая 11 и вторая 12 резьбовые детали поворачиваются друг относительно друга, то изменяется длина занимаемого предохранительной пружиной 5 пространства, т.е. расстояние между конусом 7 и торцевой стороной 6 шпинделя 4, в которую упирается предохранительная пружина. Соответственно термостатический элемент 2 начинает действовать раньше или позже. Если расстояние между конусом 7 и торцевой стороной 6 больше, то при одной и той же температуре окружающей среды вентиль радиатора отопления в результате воздействия термостатического элемента 2 дросселирует раньше, чем при меньшем расстоянии.

Для того чтобы изменять расстояние, первая резьбовая деталь 11 выполнена за одно целое с зубчатым колесом 20, которое является последним зубчатым колесом зубчатой передачи. Зубчатое колесо 20 находится в зацеплении с шестерней 21, которая в свою очередь выполнена за одно целое с входным зубчатым колесом 22. Деталь, образованная шестерней 21 и входным зубчатым колесом 22, имеет опорные шейки 23, выполненные из пластмассы и установленные с возможностью поворота в корпусе 19, который также выполнен из пластмассы. Входное зубчатое колесо 22 выступает через прорезь 24 в корпусе 19 наружу.

С корпусом 19 соединено управляющее устройство 25, например, с помощью защелкивающегося соединения. Управляющее устройство 25 имеет маленький электродвигатель 26, на приводном валу 27 которого закреплена шестерня 28, входящая в зацепление с входным зубчатым колесом 22.

Управляющее устройство 25 имеет корпус 29, в котором также расположены батареи 30, служащие источником энергии для двигателя 26. В корпусе 29 также расположен управляющий блок 31, который управляет двигателем 26. Управляющее устройство может содержать, например, таймер, а также приемник для приема сигналов от центрального блока (не показан) и включения двигателя 26 в соответствии с этими сигналами.

При включении двигателя 26 он через зубчатую передачу 22, 21, 20 поворачивает первую резьбовую деталь 11 относительно второй резьбовой детали 12. При этом увеличивается или уменьшается эффективная "длина шпинделя", т.е. расстояние между торцевой стороной 6 и конусом 7. Тем самым изменяется связь между термостатическим элементом 2 и конусом 7, т.е. при одной и той же температуре окружающей среды вентиль радиатора отопления, управляемый термостатической насадкой 1, закрывается раньше или позже.

Управляющее устройство 25 имеет опорную поверхность 15, которой оно прилегает к корпусу термостатической насадки 1 для вентиля, когда соединено с ней. Эта опорная поверхность 15, показанная на фиг.2, имеет индикатор 16 и различные органы управления 36-39 в виде кнопочных переключателей. На опорной поверхности 15 могут быть также предусмотрены обозначения 40 и другие переключатели 41.

В опорной поверхности 15 выполнено отверстие 32 в виде прорези, за которым расположена шестерня 28, установленная на приводном валу 27 двигателя 26. Как видно в особенности на фиг.3, шестерня 28 в этом случае находится в защищенном положении внутри корпуса 29 и опасность ее повреждения невелика.

Отверстие 32 имеет такой размер, что в него может свободно входить входное зубчатое колесо 22. Так как высота отверстия 32 мала, то его сечение тоже мало, что препятствует попаданию через него механических предметов, которые могут привести к повреждению элементов управляющего устройства.

Рядом с отверстием 32, слева и справа от него, имеются отверстия 42, образующие часть крепежного устройства. Как видно из фиг.1 и 3, термостатическая насадка 1 для вентиля снабжена выступающими кронштейнами 43 с зацепами 44 на концах, с помощью которых корпус 29 управляющего устройства 25 может быть установлен на термостатической насадке 1 для вентиля и закреплен на ней зажимным соединением. С помощью соответствующих средств (детально не показаны) это зажимное или храповое соединение можно снова разъединить.

Перемещение управляющего устройства 25 при его установке на термостатическую насадку и отсоединении от нее осуществляется в направлении, перпендикулярном к опорной поверхности 15. Когда управляющее устройство 25 соединено с термостатической насадкой 1, опорная поверхность 15 и соответственно панель с индикатором 16 и переключателями 36-39 и 41 закрыты термостатической насадкой. Имеется выключатель 45, который срабатывает от зацепа 44 при установке управляющего устройства 25 на термостатическую насадку 1 для вентиля. Этот выключатель прерывает подачу питания на индикатор 16, т.е. выключает его, когда управляющее устройство соединено с термостатической насадкой.

Как видно в особенности из фиг.2, крепежное устройство 42 расположено слева и справа от отверстия 32 рядом с ним. Таким образом, закрепление управляющего устройства 25 на корпусе осуществляется так, что точка зацепления входного зубчатого колеса 22 лежит в плоскости, которая проходит через крепежное устройство. Поэтому рычаг между точкой зацепления, в которой приложена сила, и корпусом 29 управляющего устройства 25 уменьшается практически до нуля и не может возникнуть вращающий момент, который поворачивает управляющее устройство 25 относительно термостатической насадки 1 при работе двигателя 26. Разумеется, могут быть предусмотрены еще дополнительные крепежные элементы. Однако отверстия 42 образуют составную часть основных несущих элементов для закрепления управляющего устройства 25 на термостатической насадке 1 для вентиля.

На фиг.1 и 3 схематично показано, что на зубчатом колесе 20 расположены направленные вверх выступы 46. Эти выступы 46 блокируются стопором 47, когда управляющее устройство 25 отсоединено от термостатической насадки. Управляющее устройство 25 имеет два толкателя 48, которые при его соединении с термостатической насадкой, проходя мимо шестерни 21, отжимают стопор 47 внутрь в радиальном направлении. При этом стопор 47 фиксируется в подпружиненном состоянии в корпусе 19 термостатической насадки 1 для вентиля. Если управляющее устройство 25 отсоединяется, то стопор 47 блокирует регулировочный механизм, не допуская регулировки. Таким образом, толкатели 48 образуют разблокирующий элемент.

Устройство может быть использовано в радиаторах отопления. Управляющее устройство 25 для термостатической насадки 1 для вентиля содержит корпус 29, имеющий опорную поверхность 25, в которой выполнено отверстие 32, а за ним внутри корпуса 29 расположен выходной элемент 28 приводного устройства 26. Изобретение предотвращает повреждение элементов управляющего устройства, что в свою очередь снижает сопротивление при работе и энергопотребление. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Управляющее устройство для термостатической насадки для вентиля, содержащее корпус, имеющий опорную поверхность, и приводное устройство, имеющее выходной элемент для взаимодействия с термостатической насадкой для ее регулировки, при этом управляющее устройство выполнено с возможностью установки указанной опорной поверхностью на корпусе термостатической насадки и отсоединения от нее, отличающееся тем, что в опорной поверхности (15) управляющего устройства выполнено отверстие (32), за которым внутри корпуса (29) управляющего устройства расположен указанный выходной элемент (28) приводного устройства (26).2. Управляющее устройство по п.1, отличающееся тем, что отверстие (32) выполнено в виде прорези, а выходной элемент выполнен в виде шестерни (28), которая расположена за отверстием (32).3. Управляющее устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно имеет крепежное устройство, которое выполнено разъемным в направлении, по существу, перпендикулярном к опорной поверхности (15).4. Управляющее устройство по п.3, отличающееся тем, что выходной элемент (28) расположен в плоскости, которая проходит через крепежное устройство.5. Управляющее устройство по п.4, отличающееся тем, что крепежное устройство имеет два основных несущих элемента, которые расположены в той же плоскости, что и выходной элемент (28).6. Управляющее устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что оно имеет разблокирующий элемент (48).7. Управляющее устройство по п.6, отличающееся тем, что разблокирующий элемент (48) выполнен в виде толкателя.8. Управляющее устройство по п.6, отличающееся тем, что разблокирующий элемент (48) выполнен в виде магнита.9. Управляющее устройство по одному из пп.1-8, отличающееся тем, что в опорной поверхности (15) имеется устройство (16, 36-39) ввода.10. Управляющее устройство по п.9, отличающееся тем, что устройство (16, 36-39) ввода имеет индикатор (16), соединенный с источником питания через выключатель (45), который выключает индикатор, когда управляющее устройство соединено с термостатической насадкой для вентиля.