КЛАПАН РЕГУЛИРОВКИ РАСХОДА Российский патент 2010 года по МПК F16K37/00 

Настоящее изобретение относится к клапану регулировки расхода с корпусом, в проточном канале которого установлено дроссельное устройство с дросселирующим элементом, который можно регулировать снаружи при помощи ручки, и цифровым индикатором, показывающим положение дросселирующего элемента.

Такой клапан известен, например, из № EP 0671578 B1. Дросселирующий элемент выполнен в виде шарового тела со сквозным каналом. Шар установлен с возможностью поворота из положения, в котором сквозной канал расположен соосно с проточным каналом, в положение, в котором сквозной канал практически проходит под прямым углом к проточному каналу. В этом положении клапан регулировки расхода закрыт. Перед дроссельным устройством и после него от проточного канала отведены измерительные каналы, соединенные с местами замера, в которых можно установить датчики давления.

Такой клапан применяют в гидравлических системах, например в системах отопления или холодильных установках, для распределения жидкости по различным участкам системы. Для этого дроссельное устройство регулируют на определенный расход. Разумеется, этот расход также зависит от давления в соответствующем участке системы.

В принципе, существует два типа клапанов регулировки расхода. В клапанах первого типа применяют нерегулируемый дроссель. Измеряют перепад давления на нерегулируемом дросселе и используют дроссельное устройство, отдельное от этого дросселя, чтобы установить такой расход, при котором на нерегулируемом дросселе возникает определенный перепад давления.

В клапанах второго типа дроссельное устройство используется для того, чтобы создать перепад давления, на основании которого определяют расход. Однако, так как в этом случае дроссельное устройство одновременно дросселирует поток жидкости через клапан, информации о перепаде давления для правильной регулировки недостаточно. Оператору или устройству обработки данных необходимо знать положение дросселирующего элемента, а из этой информации можно вывести сопротивление дроссельного устройства. Обычно в таком случае для обработки данных используют таблицу, по которой можно определить связь между регулировкой дроссельного устройства и перепадом давления, а также установленным расходом.

По этой причине предусмотрен индикатор, показывающий положение дросселирующего элемента.

Как правило, клапаном регулировки расхода манипулируют очень редко, а именно при вводе в эксплуатацию или модификации системы, в которой он установлен. Чтобы в другое время клапан не мешал, часто его монтируют в труднодоступных местах, например под перекрытиями или в шахтах. Однако зачастую считывание показаний цифрового индикатора в таких местах затруднено.

Поэтому во встроенных клапанах второго типа применяют аналоговые индикаторы, где при перемещении дросселирующего элемента передвигается отметка, которую затем можно сличить со шкалой, чтобы узнать положение дросселирующего элемента. Такой клапан раскрыт, например, в № DE 3515752 A1.

Однако, если клапан, как описано выше, установлен в труднодоступном месте, считывать показания этих аналоговых индикаторов и оценивать их с необходимой точностью тоже сложно. В отношении отчетливости показаний известное преимущество имеют цифровые индикаторы, так как для всякого положения дросселирующего элемента почти всегда можно считать однозначную величину в форме некоторой отметки положения, обычно цифры.

Задача настоящего изобретения - облегчить работу с клапаном регулировки расхода.

Для клапана вышеназванного типа эта задача решается благодаря тому, что индикатор имеет, по меньшей мере, три позиции для считывания показаний, обращенных лицом в разных направлениях, каждая из которых показывает одну и ту же отметку положения.

Такая конструкция значительно упрощает считывание отметки. Поскольку рабочий может смотреть на клапан с разных направлений и, несмотря на это, с высокой достоверностью распознать значащую отметку, монтажное положение клапана значительной роли уже не играет. По существу, рабочему всегда видна какая-либо позиция для считывания показаний, в которой появляется отметка положения. Так как во всех позициях для считывания показаний наблюдается одна отметка, при осмотре разных позиций считывают одну и ту же информацию. Таким образом, регулировка значительно упрощается.

Предпочтительно предусмотрено два отверстия для измерения, которые соединяются с проточным каналом по обе стороны дроссельного устройства. При помощи этих отверстий можно снаружи определить перепад давления на дроссельном устройстве.

При этом предпочтительно, чтобы ручка управления была установлена с возможностью вращения вокруг оси, а по периметру были разнесены, по меньшей мере, три позиции для считывания показаний. Таким образом, ручка управления выполнена в виде маховика с возможностью вращения вокруг оси. То есть в этом случае рабочему требуется лишь возможность посмотреть на клапан сбоку перпендикулярно оси, чтобы он с большой вероятностью мог распознать отметку положения. Если по периметру разнесены, по меньшей мере, три позиции для считывания показаний, то в случае равномерного распределения по окружности через каждые 120° встречается очередная позиция для считывания. Такой интервал, как правило, позволяет рабочему на всей окружности наблюдать позицию для считывания показаний и считывать отметки положения.

По меньшей мере, одна дополнительная позиция для считывания показаний предпочтительно обращена лицом параллельно оси. Это дополнительно облегчает доступ к показаниям. В этом случае отметки можно считывать практически со всех сторон, которые в принципе видны рабочему. Сквозь трубу или трубопровод, на котором смонтирован клапан, рабочий все равно смотреть не будет.

По меньшей мере, часть символов предпочтительно размещена на цилиндрической поверхности, причем эти символы разделены на несколько групп со смещением вдоль оси, каждая из этих групп соответствует одной позиции для считывания показаний, а по окружности группы смещены относительно друг друга сообразно угловому положению позиций для считывания показаний. Благодаря этому отдельные отметки, например цифры, можно распределить по цилиндрической поверхности так, что во всех позициях для считывания всегда появляется одна и та же цифра.

Например, если позиции для считывания показаний смещены относительно друг друга на 120°, то отдельные группы цифр помещают на трех кольцах, причем каждые два соседних кольца смещены относительно друг друга на 120°. Необходимо обеспечить, чтобы каждая позиция для считывания показаний была однозначно связана с одним из колец с отметками положения.

При этом предпочтительно, чтобы цилиндрическая поверхность была образована боковой поверхностью барабана, на торце которого размещена, по меньшей мере, одна дополнительная группа отметок положения. Благодаря этому простым способом реализуется позиция для считывания показаний, обращенная лицом параллельно оси.

По меньшей мере, три позиции для считывания показаний предпочтительно выполнены в виде окошек в цилиндрической стенке ручки управления, причем эти окошки смещены относительно друг друга по окружности и вдоль оси. Окошко образовано выемкой в цилиндрической стенке ручки, причем оно вполне может простираться до продольного края ручки. Каждое окошко имеет такой размер, чтобы можно было распознать отметку положения. В окружном направлении оно также может иметь больший размер. В этом случае целесообразна отметка, которая указывает на текущую значащую отметку. Благодаря окошкам можно достичь несложного эшелонирования в осевом направлении, что позволяет на цилиндрической поверхности в каждом случае выбирать соответствующее кольцо.

Предпочтительно позиции для считывания показаний отделены друг от друга выступами. Эти выступы облегчают работу с ручкой. Они образуют, так сказать, рычаги для приложения вращающего момента. Позиции для считывания показаний, то есть окошки, размещены между выступами и защищены ими, поэтому опасность повреждения или загрязнения снаружи остается незначительной. Кроме того, таким способом окошки можно поместить вплотную к цилиндрической поверхности, что снижает опасность ошибочного считывания при наблюдении под неудобным углом.

Предпочтительно ручка имеет счетчик оборотов. В этом случае наряду с информацией о текущем угловом положении ручки при ее вращении также можно узнать, сколько оборотов уже совершили. Разумеется, счетчик оборотов не обязательно должен быть виден изо всех угловых положений. Вполне достаточно, чтобы счетчик был виден один раз за оборот.

При этом предпочтительно, чтобы счетчик имел колесо, которое на один оборот ручки проворачивается на одну цифровую позицию. Например, если колесо счетчика имеет десять цифровых позиций для индикации десяти оборотов ручки, то при одном обороте ручки оно проворачивается на одну десятую оборота.

При этом предпочтительно, чтобы в любом случае один числовой знак был виден на кольцевой поверхности колеса, а идентичный ему числовой знак - на торце колеса. Числовые знаки можно наблюдать, например, через окошки, размещенные в стенке ручки. В этом случае числовые знаки на цилиндрической поверхности и торце ручки должны быть смещены относительно друг друга так, как окошки на ручке.

Далее изобретение описывается на основе предпочтительного варианта осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи. На чертежах показано следующее.

Фиг.1. Вид на клапан регулировки расхода, частично в разрезе.

Фиг.2. Клапан регулировки расхода в разобранном виде.

Фиг.3. Аксонометрический вид клапана.

Фиг.4. Вид на клапан с фиг.3 с другого направления.

Фиг.5. Ручка клапана в разобранном виде.

Фиг.6. Ручка в сборе.

Клапан 1 регулировки расхода имеет корпус 2, охватывающий проточный канал 3. В проточном канале 3 между входным отверстием 4 и выходным отверстием 5 установлено дроссельное устройство 6, которое при помощи дросселирующего элемента 7 может изменять живое сечение между входным отверстием 4 и выходным отверстием 5.

В направлении между входным отверстием 4 и выходным отверстием 5 перед дроссельным устройством 6 предусмотрено первое отверстие 8 для измерения, а за дроссельным устройством - второе отверстие 9 для измерения. Оба отверстия идут от проточного канала 3. Отверстия 8, 9 выведены к патрубкам 10, 11. Обычно патрубки 10, 11 закрыты соответственно крышками 12,13. После снятия крышек 12, 13 в патрубки 10, 11 можно ввести датчики давления, чтобы измерять перепад давления на дроссельном устройстве 6, когда в канале 3 протекает жидкость, например горячая или холодная вода.

Вследствие изменения положения дросселирующего элемента 7 меняется сечение 14 потока, в свою очередь определяющее расход через клапан 1. Чтобы можно было определить величину расхода, разумеется, необходимо знать не только перепад давления между отверстиями 8, 9, но и величину 14 сечения потока, другими словами, нужно знать фактическое положение дросселирующего элемента 7.

Дросселирующий элемент 7 закреплен на регулировочном штоке 15 с наружной резьбой 16 в зацеплении с ответной внутренней резьбой 17. Внутренняя резьба 17 выполнена на детали 18, которая продольно относительно оси 19 штока 15 неподвижно закреплена в корпусе 2.

При вращении штока 15 вокруг оси 19 дросселирующий элемент 7 перемещается параллельно оси 19 и таким образом увеличивает или уменьшает сечение 14 канала 3 в районе дроссельного устройства 6.

Для вращения штока 15 предусмотрена ручка 20 с несколькими распределенными по окружности выступами 21-23 для приложения вращающего момента.

Во всех промежутках между выступами предусмотрены окошки 24, 25, 26, причем на каждом окошке дополнительно может быть помещена отметка 27, например стрелка. Окошки 24-26 по окружности ручки 20 смещены относительно друг друга примерно на 120°. Они также смещены относительно друг друга вдоль оси 19.

Через окошки 24-26 можно видеть барабан 27, закрепленный без возможности осевого движения и вращения в насадке 28, которая, в свою очередь, соединена с корпусом 2.

Как видно, в частности, на фиг.2 и фиг.5, барабан 27 на своей боковой поверхности имеет три группы цифр (каждая группа содержит цифры 0-9), причем эти группы смещены в осевом направлении относительно друг друга точно так же, как окошки 24-26. По окружности одинаковые цифры групп смещены относительно друг друга настолько же, как окошки 24-26 в ручке 20.

Благодаря этому при любом угловом положении ручки 20 во всех окошках 24-26 наблюдается одна и та же цифра.

Кроме того, на торце барабана 27 предусмотрена дополнительная группа цифр 0-9, причем эти цифры видны через дополнительное окошко 29. При этом в окошке 29 всегда появляется такая же цифра, как в окошках 24-26.

Таким образом, окошки 24-26, 29 образуют позиции для считывания показаний, причем эти позиции при вращении ручки 20 могут наблюдаться с трех направлений и дополнительно с направления, параллельного оси 19. Благодаря этому рабочий практически из любой позиции может определить, в каком угловом положении находится ручка 20. Поэтому рабочему доступна информация, которая необходима ему для определения положения дросселирующего элемента 7. Таким образом, монтажное положение клапана 1, в общем, не критично.

Дополнительно ручка 20 имеет счетчик оборотов с колесом 30, на боковой поверхности которого также имеется ряд числовых знаков, например опять же цифры от 0 до 9. Дополнительно соответствующие числовые знаки или цифры размещены и на торце колеса 30. Колесо 30 установлено с возможность вращения на цапфе 31 насадки 28 посредством передачи, которая показана лишь схематично в виде зубчатого зацепления 32; оно сцеплено с ручкой 20, так что на каждый оборот ручки 20 колесо 30 проворачивается на одну цифровую позицию.

Ручка имеет два дополнительных окошка 33, 34. Через окошко 33 видны числовые знаки на боковой поверхности колеса 30. Через окошко 34 видны числовые знаки или цифры на торце колеса 30.

Окошко 33 видно не всегда. Однако, как правило, этого и не требуется, так как можно исходить из того, что рабочий при вращении ручки 30 может заметить числовой знак, появляющийся в окошке 33.

Итак, рабочий при помощи ручки 20 сначала производит грубую регулировку, вращая ручку до тех пор, пока дросселирующий элемент 7 не дойдет примерно до нужного положения. Если полный установочный ход дросселирующего элемента 7 составляет, например, 10 оборотов, то рабочий повернет ручку 20 на пять оборотов, чтобы переместить элемент 7 примерно в среднее положение.

После этого на основании цифр, которые видны в окошках 24-26, 29, рабочий может производить точную регулировку, причем во время этой регулировки он, глядя практически с любого направления, может получить информацию о соответствующем угловом положении ручки 20, а вместе с тем и об осевом положении дросселирующего элемента 7.

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для определения положения регулирующего органа при регулировке расхода. Клапан (1) регулировки расхода с корпусом (2). В проточном канале (3) корпуса (2) установлено дроссельное устройство (6) с дросселирующим элементом (7), регулируемым снаружи при помощи ручки, и цифровым индикатором, показывающим положение дросселирующего элемента; Индикатор содержит, по меньшей мере, три позиции (24-26, 29) для считывания показаний, обращенные лицом в разных направлениях, показания которых одинаковы. Изобретение направлено на упрощение настройки клапана регулировки расхода. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Клапан (1) регулировки расхода с корпусом (2), в проточном канале (3) которого установлено дроссельное устройство (6) с дросселирующим элементом (7), регулируемым снаружи при помощи ручки, и цифровым индикатором, показывающим положение дросселирующего элемента, отличающийся тем, что индикатор содержит по меньшей мере три позиции (24-26, 29) для считывания показаний, обращенные лицом в разных направлениях, в каждой из которых видна одинаковая отметка (0-9) положения.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что предусмотрено два отверстия для измерения, которые соединены с проточным каналом по обе стороны от дроссельного устройства.

3. Клапан по п.1, отличающийся тем, что ручка (20) установлена с возможностью вращения вокруг оси (19), причем указанные по меньшей мере три позиции (24-26) для считывания показаний разнесены по ее окружности вокруг оси (19).

4. Клапан по п.3, отличающийся тем, что по меньшей мере одна позиция (29) для считывания показаний обращена лицом параллельно оси (19).

5. Клапан по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что по меньшей мере часть отметок (0-9) положения размещена на цилиндрической поверхности, причем отметки (0-9) разделены на несколько групп, разнесенных вдоль оси, и каждая из этих групп соответствует одной из позиций (24-26) для считывания показаний, причем группы по окружности смещены относительно друг друга в соответствии с угловым положением позиций (24-26) для считывания показаний.

6. Клапан по п.5, отличающийся тем, что цилиндрическая поверхность образована боковой поверхностью барабана (27), на торце которого размещена по меньшей мере одна дополнительная группа символов (0-9).

7. Клапан по любому из пп.1-4 или 6, отличающийся тем, что по меньшей мере три позиции для считывания показаний предпочтительно выполнены в виде окошек (24-26) в боковой стенке ручки (20), причем окошки (24-26) смещены относительно друг друга по окружности и в осевом направлении.

8. Клапан по п.7, отличающийся тем, что позиции (24-26) для считывания показаний отделены друг от друга выступами (21-23).

9. Клапан по любому из пп.1-4, 6 или 8, отличающийся тем, что ручка (20) оснащена счетчиком оборотов.

10. Клапан по п.9, отличающийся тем, что счетчик оборотов имеет колесо (30), которое на один оборот ручки (20) проворачивается на одну цифровую позицию.

11. Клапан по п.10, отличающийся тем, что в каждом случае один числовой знак (0-9) виден на боковой поверхности колеса (30), и идентичный ему числовой знак (0-9) виден на торце колеса (30).