ЗАПОРНО-РЕГУЛИРОВОЧНЫЙ БЛОК ДЛЯ ЗАПОРНЫХ КЛАПАНОВ В НАГРЕВАЮЩИХ СИСТЕМАХ Российский патент 2014 года по МПК F16K31/50 F16K1/02 F16K31/60 

Уровень техники изобретения

Настоящее изобретение относится к запорно-регулировочному блоку, который является частью клапана для управления циркуляцией термальной текучей среды в нагревающих системах, причем запорно-регулировочный блок может быть применен и к отдельным клапанам, и распределительным трубопроводам термальной текучей среды, например зональным нагревающим системам и системам теплоизлучающей панели или т.п.

Уровень техники

Известны нагревающие системы вышеуказанных типов, в которых термальная текучая среда циркулирует в нескольких областях и/или различных излучающих элементах при балансе скорости потока и условий давления, т.е. пригодные для обеспечения точного распределения и циркуляции термальной текучей среды в отдельных нагревающих областях или отдельных излучающих элементах.

В связи с этим, в таких системах вышеуказанного типа используются специальные регулировочные клапаны для регулирования скорости потока термальной текучей среды, которые во время этапа установки необходимо надлежаще устанавливать для того, чтобы обеспечивать циркуляцию заданной скорости потока текучей среды.

Регулировочные клапаны вышеуказанного типа в общем обеспечены запорно-регулировочным блоком, содержащим закрывающий пробочный элемент, который поддерживается для того, чтобы перемещаться в любое промежуточное положение между первым задним полностью открытым положением и вторым передним закрытым положением напротив уплотняющего гнезда; закрывающий пробочный элемент размещен на переднем конце управляющего штока, который может быть завинчен внутрь направляющей втулки, которая может быть в свою очередь завинчена внутрь корпуса клапана или внутрь пригодного гнезда распределительного трубопровода для термальной текучей среды в нагревающей системе.

Управляющая головка прикреплена к другому заднему концу управляющего штока для того, чтобы вращаться и аксиально перемещаться вместе с тем же управляющим штоком закрывающего пробочного элемента. Выполнение соединения между управляющей головкой и управляющим штоком обычно осуществляется механическим креплением управляющей головки посредством винта или другой целесообразной системы соединения.

Подобное решение, которое было выдвинуто в большинстве случаев, имеет несколько недостатков и на этапе сборки, и далее после установки клапана и/или трубопровода в нагревающей системе.

Особенно, использование существующих механических систем, соединяющих управляющую головку с управляющим штоком закрывающего пробочного элемента, делает операции автоматической сборки запорно-регулировочного блока затруднительными и дорогими во время этапа изготовления. Более того, при завинчивании запорно-регулировочного блока внутрь корпуса клапана и/или трубопровода, в случае, когда оператор должен проверить и/или заменить запорно-регулировочный блок, он обязательно должен удалить управляющую головку с помощью подходящих инструментов; эта операция не всегда легко выполнима, особенно когда запорно-регулировочный блок находится в неудобном или труднодоступном положении.

Наконец, в запорно-регулировочных узлах известного типа, их управляющая головка обеспечена номерами и/или контрольными отметками, указывающими положения регулирования закрывающего пробочного элемента, таким образом, управляющая головка вращается и одновременно перемещается аксиально, при этом закрывающий пробочный элемент может выполнять считывание и корректное размещение положения, трудно регулируемое закрывающим пробочным элементом.

Задачи изобретения

Таким образом, существует необходимость в нахождении нового и отличного решения, пригодного для решения вышеуказанных проблем, обеспечением другой рабочей системы соединения между управляющим штоком закрывающего пробочного элемента и управляющей головкой в запорно-регулировочном блоке выше обсуждаемого типа.

Конкретно, первая задача изобретения заключается в обеспечении запорно-регулировочного блока для запирания клапанов от потока термальной текучей среды в нагревающих системах или для трубопроводов, который имеет экстремальные конструкционные упрощения рабочего соединения между головкой и управляющим стержнем закрывающего пробочного элемента и который облегчает операции автоматической сборки запорно-регулировочного блока.

Еще одна задача изобретения заключается в обеспечении запорно-регулировочного блока, который обсуждается выше, запорного клапана и/или трубопровода, соответственно, которые обеспечены подобным запорно-регулировочным блоком, который обеспечивает простое и быстрое удаление управляющей головки без необходимости использования какого-либо особого инструмента, а также последующего изменения ее положения и одновременного выполнения соединения с управляющей головкой оператора, также вручную простым и быстрым образом во время операций проверки и/или удаления запорно-регулировочного блока.

Еще одна дополнительная задача изобретения заключается в обеспечении запорно-регулировочного блока, который обсуждается выше, который может быть не только просто собран и управляем, но и обеспечивает целесообразное размещение регулируемого положения закрывающего пробочного элемента и простое считывание нумерации и/или контрольных отметок, записанных на управляющей головке.

Краткое описание изобретения

Вышеуказанное может быть достигнуто посредством запорно-регулировочного блока для запорных клапанов и/или для распределительных трубопровод в нагревающих системах, имеющих характеристики пункта 1.

Конкретно, согласно изобретению обеспечен запорно-регулировочный блок, который является пригодным для применения в клапане и/или трубопроводе для сдерживания скорости потока термальной текучей среды, циркулирующей в нагревающей системе, согласно которой запорно-регулировочный блок содержит:

закрывающий пробочный элемент, имеющий управляющий шток, который может быть завинчен внутрь направляющей втулки, причем управляющий шток функционально соединен с управляющей головкой для того, чтобы вращать и аксиально перемещать закрывающий пробочный элемент между первым обратным положением и вторым передним положением относительно уплотняющего гнезда;

причем управляющая головка наклонно шарнирно соединена с направляющей втулкой при отсутствии возможности аксиального смещения во время вращения; и

причем управляющий шток закрывающего пробочного элемента функционально соединен с возможностью вращения с управляющей головкой и с возможностью аксиального скольжения относительно управляющей головки во время ее вращения.

Краткое описание чертежей

Эти и дополнительные характеристики запорно-регулировочного блока согласно изобретению будут ясны из следующего далее описания со ссылкой на примеры приложенных чертежей, в которых:

Фиг.1 представляет собой вид в поперечном сечении запорного клапана, обеспеченного запорно-регулировочным блоком согласно настоящему изобретению;

Фиг.2 представляет собой разобранный вид в перспективе запорно-регулировочного блока на Фиг.1;

Фиг.3 представляет собой увеличенную деталь запорно-регулировочного блока на Фиг.1 с закрывающим пробочным элементом в первом обратном открытом положении уплотняющего гнезда;

Фиг.4 представляет собой увеличенную деталь, подобную на Фиг.3, с закрывающим пробочным элементом во втором переднем закрытом положении уплотняющего гнезда;

Фиг.5-8 показывают увеличенные детали особого возможного решения средств для соединения управляющей головки с направляющей втулкой управляющего штока закрывающего пробочного элемента.

Подробное описание изобретения

Фиг.1 показывает путем неограничивающего примера запорный клапан для регулирования скорости потока термальной текучей среды, циркулирующей внутри нагревающей системы, причем клапан обеспечен запорно-регулировочным блоком согласно настоящему изобретению.

В примере на Фиг.1 клапан содержит корпус 10, имеющий впуск 12 для сообщения по текучей среде с выпуском 11, или наоборот, через уплотняющее гнездо 13 для закрывающего пробочного элемента 14, являющегося частью запорно-регулировочного блока 15, который показан и на Фиг.1, и в разобранном виде на Фиг.2.

Однако уплотняющее гнездо 13 может иметь специальную форму, например, которая показана здесь, оно может быть образовано кольцеобразным элементом, изготовленным из эластомерного материала, P.T.F.E., который выполнен с периферийным фланцем 13', пригодным для вмещения внутрь соответствующего гнезда корпуса 10 клапана.

Кольцеобразный элемент, образующий уплотняющее гнездо 13, имеет цилиндрическое отверстие, тогда как закрывающий пробочный элемент 14 имеет слегка конический профиль; тем самым, посредством аксиального смещения закрывающего пробочного элемента 14 относительно уплотняющего гнезда 13 ширина кольцеобразной щели, которая образована между противоположными поверхностями закрывающего пробочного элемента 14 и внутренним отверстием уплотняющего гнезда 13, может быть изменена регулируемым образом, посредством чего скорость потока текучей среды может регулироваться, например линейным образом, как функция аксиального положения и профиля закрывающего пробочного элемента 14.

Запорно-регулировочный блок согласно настоящему изобретению, показанный на Фиг.1, кроме того, ясно показан в разобранном виде на Фиг.2.

Запорно-регулировочный блок 15 содержит закрывающий пробочный элемент 14 на переднем конце управляющего штока 16, который обеспечен резьбой 17, завинчиваемой внутрь внутренней резьбы 18 на верхнем конце направляющей втулки 19; направляющая втулка 19 дополнительно содержит вторую внешнюю резьбу 20, завинчиваемую с возможностью уплотнения в свою очередь в соответствующую резьбу 10' корпуса 10 клапана, как показано, или внутрь подходящего гнезда трубопровода.

Управляющий стержень 16 закрывающего пробочного элемента 14 в промежуточном положении между закрывающим пробочным элементом 14 и резьбой 17 содержит три кольцеобразных фланца 21', 21'', 21''', которые аксиально разнесены друг от друга на расстояния, образуя гнезда 22', 22'' корпуса для двух тороидальных прокладок или уплотнительных колец 23', 23''.

Направляющая втулка 19 дополнительно образована с отверстиями 24 с возможностью протекания через них текучей среды, которые в собранном состоянии клапана на Фиг.1 находятся в сообщении с впускным отверстием 12 и с центральным отверстием уплотняющего гнезда 13.

Запорно-регулировочный блок 15, наконец, содержит управляющую головку 25, которая функционально соединена с управляющим стержнем 16 закрывающего пробочного элемента 14 для того, чтобы обеспечивать и вращение, и аксиальное скольжение, как объяснено ниже.

Согласно первому аспекту изобретения, который будет лучше описан в некоторых примерах на Фиг.5-8, управляющая головка 25, в отличие от традиционных решений, шарнирно поддерживается направляющей втулкой 19 с единственной возможностью наклонного вращения без какой-либо возможности аксиального смещения.

Как проиллюстрировано на некоторых фигурах, головка 25 выполнена чашеобразной с внешней цилиндрической стенкой 25', закрытой задней стенкой 25'', на которой были написаны номера и/или контрольные отметки 26, которые являются обозначением регулируемого аксиального положения закрывающего пробочного элемента 14 относительно уплотняющего гнезда 13; тогда как угол поворота головки 25, требуемый для перемещения закрывающего пробочного элемента 14 из полностью открытого обратного положения в переднее закрытое положение, может быть любым, предпочтительно, чтобы шаг резьб 17 и 18 являлся таким, чтобы обеспечивать полный аксиальный ход закрывающего пробочного элемента 14 для углового вращения управляющей головки 25 менее чем на 360°, предпочтительно в диапазоне 320°-340° при поддержании очень короткого хода закрывающего пробочного элемента, равного 6 мм, немного большим или меньшим, чем этот.

Как обсуждается выше, первая характеристика запорно-регулировочного блока 15 представляет собой возможность управляющей головки 25 вращаться только наклонно без аксиального смещения относительно направляющей втулки 19 закрывающего пробочного элемента 14, в итоге относительно корпуса 10 клапана или трубопровода, в котором запорно-регулировочный блок 15 получают завинчиваемым.

Согласно дополнительной характеристике запорно-регулировочного блока 15, управляющий стержень 16 закрывающего пробочного элемента 14 функционально соединен с управляющей головкой 25 с двойной возможностью наклонного вращения и аксиального скольжения относительно головки.

Однако могут быть выполнены средства, пригодные для одновременного обеспечения вращаемого соединения и аксиального скольжения стержня 16 относительно головки 25.

В общем, и задний конец управляющего штока 16, и подходящее гнездо корпуса внутри головки 25 могут иметь соединяющие поверхности, которые продольно продолжаются в направление оси вращения по ходу регулировки закрывающего пробочного элемента 14, причем поверхности выполнены с возможностью обеспечения управляющего штока 16 вращательно вытягиваемой головкой 25, и одновременно, для того, чтобы обеспечивать аксиальное перемещение его, во время этого вращения относительно головки 25. Например, указанные соединительные средства могут быть плоскими поверхностями, ребрами, и продольными гнездами, т.е. продольными углублениями 27, 28 подобной формы, которые обеспечены на внешней поверхности на заднем конце управляющего штока 16 и на внутренней поверхности гнезда 25А корпуса внутри головки 25.

Фиг.3 и 4, по сравнению друг с другом, иллюстрируют инновационные характеристики запорно-регулировочного блока 25 согласно изобретению; на Фиг.3 и 4 одинаковые ссылочные позиции были использованы, как на Фиг.1 и 2, для обозначения подобных или эквивалентных частей.

Конкретно, Фиг.3 показывает запорно-регулировочный блок 15 в первом рабочем состоянии, или полностью открытым, причем закрывающий пробочный элемент 14 и управляющий шток 16 находятся в первом полностью обратном положении, и причем управляющая головка 25 в свою очередь находится в первом угловом положении; с другой стороны, Фиг.4 показывает тот же запорно-регулировочный блок 15 во втором рабочем состоянии, или полностью закрытым по отношению к уплотняющему гнезду 13, причем управляющая головка 25 в свою очередь находится во втором угловом положении, и причем управляющий шток 16 с закрывающим пробочным элементом 14 во время его вращения выполнены скользящими вперед относительно положения на Фиг.3.

Из сравнения Фиг.3 и 4, отметим, что тогда как закрывающий пробочный элемент 14 вместе с управляющим штоком 16 аксиально перемещаются во время его вращения, головка 25 не испытывает какого-либо аксиального смещения относительно линии отчета RL, при этом она все же остается в том же положении.

Подобное решение, которое обсуждается выше, исходя из конструктивной точки зрения, значительно упрощает режим сборки тем, что головка 25 может быть защелкиваемой, вручную и/или автоматически, т.е. удаляемой посредством подобного аксиального скольжения приложением простых толчковых или натяжных действий в направлении оси вращения.

Ссылаясь обратно на Фиг.2, 3 и 4, наконец, отметим, что управляющий шток 16 в закрывающем пробочном элементе 14 имеет стопорный фланец 30, функционирующий и в полностью открытом положении, как показано на Фиг.3, в котором фланец 30 упирается в кольцеобразный выступ 31 на переднем конце направляющей втулки 16, и в закрытом положении, как показано на Фиг.4, в котором фланец 30 упирается в уплотняющее гнездо 13.

Фиг.5-8 показывают, путем примера, некоторые возможные защелкивающие системы с возможностью шарнирного соединения управляющей головки 25 с корпусом направляющей втулки 19, т.е. пригодных для обеспечения только вращения головки 25, тем самым предотвращая любое аксиальное смещение последней; некоторые ссылочные позиции на Фиг.1-4 были использованы во всех фигурах для обозначения подобных или эквивалентных частей.

Все описанные и проиллюстрированные крепежные системы позволяют соединять и рассоединять защелкиванием управляющей головки 25 относительно корпуса направляющей втулки 19 в любом положении управляющей головки 25.

Первое решение показано на Фиг.5, согласно которому можно отметить, что направляющая втулка 19 в цилиндрической поверхности 19' сзади внешней резьбы 20 имеет кольцеобразный зуб 32 крепления, имеющий скругленный профиль, предназначенный для защелкиваемого зацепления и/или зацепления с помощью незначительного давления с внутренней поверхностью переднего края 25''' управляющей головки 25.

Точнее, передний край 25''' управляющей головки 25 имеет внутреннюю круговую поверхность 33, имеющую дугообразный профиль, предназначенный для контакта с цилиндрической поверхностью 19' направляющей втулки 19 с незначительным давлением или незначительным трением, которое поддерживает головку 25, и, соответственно, стержень 16, в любом регулируемом состоянии закрывающего пробочного элемента 14, содержащегося между полностью открытым состоянием на Фиг.3 и закрытым состоянием на Фиг.4, однако оставляя головку 25 свободной для ручного вращения в обоих направлениях вращения.

Сборку головки 25 и выполнение ее соединения с управляющим стержнем 16 закрывающего пробочного элемента 14 выполняют следующим образом: направляющую втулку 16 в общем изготавливают из металлического материала, например латуни, тогда как управляющую головку 25 получают посредством формовки из пластического материала, например PVC или другого целесообразного синтетического материала. Соответственно, и для пластического материала, и для той же чашеобразной конфигурации головки 25 передний край 25''' может незначительно деформироваться в радиальном направлении упругим образом, когда определенное давление или аксиальный толчок прикладывается к головке в результате сборки, после вставки заднего конца управляющего штока 16 внутрь внутреннего гнезда 25А головки 25 зацеплением соответственных зубьев 27 и 28. Дугообразный профиль внутренней поверхности 33 края 25''' головки посредством взаимодействия с зубом 32 крепления, а также контакта с поверхностью 19' направляющей втулки 19 предотвращает головку 25 от случайного соскальзывания.

В случае, когда головка 25 является удаляемой, например для проверки или замены запорно-регулировочного блока 15, требуется выполнение простого вытягивающего действия для того, чтобы отцепить последнюю от зуба 32 крепления; во всех случаях, головка 25 может быть просто собрана и удалена быстрым образом выполнением легкого толчка или вытягивающего действия в аксиальном направлении.

Фиг.6 показывает второй вариант выполнения соединительных средств управляющей головки 25 с направляющей втулкой 19; к тому же в этом случае направляющая втулка 19 обеспечена кольцеобразным зубом 32 крепления, который указан выше. Решение на Фиг.6 отличается от решения на Фиг.5 тем, что край 25''' головки теперь имеет внутреннюю поверхность, имеющую двойной дугообразный профиль 33', 33'', в центре него образовано кольцеобразное гнездо 34, с которым зацеплен зуб 32 крепления. В остальном сборку и удаление головки 25 согласно второму примеру на Фиг.6 выполняют абсолютно одинаковым образом, как было объяснено выше для примера на Фиг.5.

Фиг.7 показывает третий вариант выполнения средств защелкивания головки 25. Снова направляющая втулка 19 имеет кольцеобразный зуб 32 крепления; другим образом, передний край 25''' управляющей головки имеет вперед сходящуюся коническую поверхность 35, контактирующую с небольшим трением с цилиндрической поверхностью 19' направляющей втулки 19. Снова сборку, удаление и обслуживание головки 25 выполняют, как обсуждается выше.

Наконец, Фиг.8 показывает четвертое решение средств защелкивания головки 25; решение на Фиг.8 отличается от предыдущих решений, особенно от решения на Фиг.6, тем, что кольцеобразный зуб 32 крепления обеспечен на внутренней поверхности переднего края 25''' головки, зацепляемой внутри кольцеобразного гнезда 36, обеспеченного на цилиндрической внешней поверхности 19' направляющей втулки 19. Даже в этом случае, сборка, удаление и защелкивание головки 25 всегда выполняются вышеописанным образом.

Как обсуждается выше, запорно-регулировочный блок 15 согласно настоящему изобретению является пригодным для использования и в отдельных клапанах, и в трубопроводах для нагревающих систем, выполненных с одним или более уплотняющими гнездами и корпусом запорно-регулировочного блока 15, как одно целого с трубопроводом. Соответственно, однако, другие преобразования и/или варианты могут быть выполнены над всем запорно-регулировочным блоком и/или его частью как функция конструкционных характеристик структуры запорного клапана и/или трубопровода без отклонения от пунктов формулы изобретения.

Группа изобретений относится к санитарно-технической арматуре и предназначена для управления скоростью потока термальной текучей среды в нагревающей системе. Запорно-регулировочный клапанный блок (15) содержит закрывающий пробочный элемент (14), имеющий управляющий шток (16), завинчиваемый в направляющую втулку (19). Шток (16) функционально соединен с управляющей головкой (25). Головка (25) и втулка (19) содержат первое защелкивающееся соединительное средство (32-33) для соединения и рассоединения головки (25) со втулкой (19) в любом положении головки (25) при ее вращении. Головка (25) и шток (16) содержат второе соединительное средство для приведения штока (16) во вращение и аксиального скольжения относительно головки (25). Втулка (19) и головка (25) имеют фрикционные круговые контактные поверхности. Упомянутое первое защелкивающееся соединительное средство содержит кольцеобразный зуб (32) крепления, имеющий скругленный профиль, на внешней поверхности (19') втулки (19) и круговую внутреннюю поверхность (33) внешней цилиндрической стенки (25') головки (25), имеющей дугообразный профиль для зацепления с кольцеобразным зубом (32) крепления. Клапанный блок (15) применяется в клапанном устройстве и/или трубопроводе (10). Группа изобретений направлена на упрощение сборки и разборки клапанного блока в любом положении управляющего элемента. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Запорно-регулировочный клапанный блок (15), выполненный с возможностью применения в клапанном устройстве и/или трубопроводе (10) для управления скоростью потока термальной текучей среды, протекающей в нагревающей системе, причем запорно-регулировочный клапанный блок (15) содержит:
закрывающий пробочный элемент (14), имеющий управляющий шток (16), завинчиваемый в направляющую втулку (19), причем управляющий шток (16) функционально соединен с управляющей головкой (25);
причем
управляющая головка (25) соединена непосредственно с направляющей втулкой (19) исключительно наклонным вращаемым образом;
причем управляющая головка (25) и направляющая втулка (19) содержат первое защелкивающееся соединительное средство (32-35) для соединения и рассоединения управляющей головки (25) относительно направляющей втулки (19) в любом положении управляющей головки (25), позволяющее вращение управляющей головки (25); и
причем управляющая головка (25) и управляющий шток (16) закрывающего пробочного элемента (14) содержат второе соединительное средство, выполненное с возможностью обеспечения приведения управляющего штока (16) во вращение и аксиального скольжения относительно управляющей головки (25),
отличающийся тем, что направляющая втулка (19) и управляющая головка (25) имеют фрикционные круговые контактные поверхности,
и указанное первое защелкивающееся соединительное средство содержит кольцеобразный зуб (32) крепления, имеющий скругленный профиль, на внешней поверхности (19') направляющей втулки (19) и круговую внутреннюю поверхность (33-35) внешней цилиндрической стенки (25') управляющей головки (25), имеющей дугообразный профиль для зацепления с кольцеобразным зубом (32) крепления.

2. Запорно-регулировочный клапанный блок (15) по п.1, отличающийся тем, что указанная круговая внутренняя поверхность управляющей головки (25) имеет двойной дугообразный профиль (33', 33''), выполненный с промежуточной кольцеобразной канавкой (34) для зацепления зуба (32) крепления управляющей головки (25).

3. Запорно-регулировочный клапанный блок (15) по п.1, отличающийся тем, что указанная круговая внутренняя поверхность управляющей головки (25) содержит коническую поверхность (35).

4. Запорно-регулировочный клапанный блок (15) по п.1, отличающийся тем, что указанное второе соединительное средство содержит поверхности специальной формы, которые продолжаются в направлении вращательной оси управляющей головки (25) и управляющего штока (16) закрывающего пробочного элемента (14).

5. Запорно-регулировочный клапанный блок (15) по п.4, отличающийся тем, что указанное второе соединительное средство содержит зацепляемые аксиальные зубцы (27, 28) на управляющей головке (25), соответственно, на управляющем штоке (16) закрывающего пробочного элемента (14).

6. Запорно-регулировочный клапанный блок (15) согласно любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что управляющий шток (16) у закрывающего пробочного элемента (14) имеет стопорный фланец (30), функционирующий и в полностью открытом положении, в котором фланец (30) упирается в кольцеобразный выступ (31) на переднем конце направляющей втулки (16), и в закрытом положении, в котором фланец (30) упирается в уплотняющее гнездо (13) для закрывающего пробочного элемента (14).

7. Клапанное устройство для управления скоростью потока термальной текучей среды, отличающееся тем, что содержит запорно-регулировочный клапанный блок (15) согласно одному или более пп.1-6.

8. Трубопровод для управления скоростью потока термальной текучей среды, протекающей в нагревающей системе, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере один запорно-регулировочный клапанный блок (15) согласно одному или более пп.1-6.