БАЛАНСИРОВОЧНЫЙ КЛАПАН Российский патент 2016 года по МПК F16K1/10 F16K25/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Задачей настоящего изобретения является обеспечение балансировочного клапана.

Уровень техники

Балансировочные клапаны предназначены для регулирования и перекрытия потока в сетях центрального отопления, в бытовых приборах горячего и холодного водоснабжения, в установках кондиционирования воздуха и в холодильных установках.

Известен регулировочный вентильный клапан, который содержит корпус, закрытый крышкой, и с седлом которого взаимодействует головка, имеющая соответствующую форму и расположенная на штоке клапана.

Шток имеет на одном конце ручку управления и входит в резьбовую часть крышки, где он также герметично уплотняется. Клапан снабжен шкалой, которая показывает позицию головки относительно седла. Обычно шкала показывает число оборотов штока и часть полного оборота от состояния полного закрытия.

Важным фактором конструкции регулировочного клапана является получение повторяемости допустимой степени открытия отверстия клапана для того, чтобы конструкция клапана при необходимости обеспечивала закрытие клапана, при этом повторное открытие возможно только на предварительно заданную величину.

Известные балансировочные клапаны содержат блок головки, который состоит из головки и регулировочного кольца, выполненного из металла. Чаще всего этот металл представляет собой чугун или сплавы цветных металлов. Замыкающие головки, изготовленные из этих материалов, требуют высокоточной механической обработки. В то же время изготовление таких головок является дорогостоящим из-за стоимости материала, в частности цветных металлов, а также из-за стоимости механического формования, связанного, во-первых, с литьем изделия, и, во-вторых, с его механической обработкой.

Для головок, изготовленных из металла, точность изготовления является очень критичным фактором, при этом даже мелкие размерные дефекты могут вызывать утечки в зоне контакта с седлом, поэтому в клапанах такого вида, содержащих металлические головки, необходимо использовать дополнительные решения, чтобы улучшать уплотнение между седлом и клапаном, например применять эластичную подвеску головки.

Раскрытие изобретения

Балансировочный клапан согласно изобретению содержит корпус, снабженный двумя соединительными патрубками. В корпусе расположено седло, которое закрывается головкой, прикрепленной к штоку, который установлен в сальнике. Снаружи сальника к штоку прикреплена ручка управления. Головка клапана изготовлена из пластмассы.

Головка клапана предпочтительно соединена с регулировочным кольцом, изготовленным из пластмассы.

Головка и регулировочное кольцо предпочтительно соединены при помощи резьбового соединения, при этом между головкой и регулировочным кольцом установлено уплотнение головки.

Предпочтительно также, чтобы резьба резьбового соединения была предусмотрена как в головке, так и в регулировочном кольце.

Другая предпочтительная особенность заключается в том, что резьбовое соединение между головкой и регулировочным кольцом неподвижно закреплено самонарезающим винтом.

Головка предпочтительно изготовлена из полисульфона.

Регулировочное кольцо также предпочтительно изготовлено из полисульфона.

Головка предпочтительно изготовлена методом литья под давлением. Регулировочное кольцо также предпочтительно изготовлено методом литья под давлением.

Еще одна предпочтительная особенность состоит в том, что головка образована внутренней втулкой, закрытой с конца, закрывающего седло клапана, и снабженной наружным кольцом, расположенным вблизи от закрытого конца втулки.

Головка предпочтительно снабжена наружной втулкой, проходящей от наружного кольца в направлении, совпадающем с направлением внутренней втулки, таким образом, втулки являются соосными.

Предпочтительно также, чтобы на конце головки, закрытом со стороны седла, вблизи внутренней втулки, были предусмотрены выпускные отверстия.

Еще одна предпочтительная особенность состоит в том, что внутренняя часть внутренней втулки снабжена резьбой, при этом предпочтительно, чтобы резьба была выполнена на вкладыше, и более предпочтительно - чтобы резьбовой вкладыш был изготовлен из металла.

Краткое описание чертежей

Варианты осуществления предмета изобретения представлены на чертежах, где показаны:

фиг.1 - клапан в осевом разрезе согласно первому варианту осуществления;

фиг.2 - клапан в осевом разрезе согласно второму варианту осуществления;

фиг.3 - клапан в осевом разрезе согласно третьему варианту осуществления,

фиг.4 - компоненты клапана в разрезе согласно первому варианту осуществления;

фиг.5 - компоненты клапана в разрезе согласно второму варианту осуществления; и

фиг.6 - компоненты клапана в разрезе согласно третьему варианту осуществления.

Осуществление изобретения

Как показано на фиг.1, балансировочный клапан 1 имеет корпус 2, снабженный двумя соединительными патрубками, - входным соединительным патрубком 3 и выходным соединительным патрубком 4. В корпусе 2 расположено седло 5, которое закрывается головкой 6, установленной на штоке 7. Внутри штока 7 установлена диафрагма 8, которая препятствует открывающему перемещению головки 6. Шток расположен в сальнике 9 и заканчивается на конце, противоположном головке 6, ручкой 10, которая используется для открытия и закрытия клапана 1. Головка 6 вместе со штоком 7 и сальником 9 расположена в кожухе 11, который закрывает отверстие над седлом 5 в корпусе 2 клапана 1.

Головка 6 соединяется с регулировочным кольцом 12 со стороны седла 5 клапана 1. Соединение головки 6 с регулировочным кольцом 12 представляет собой резьбовое соединение, при этом на головке 6 предусмотрена наружная резьба, а на регулировочном кольце 12 - внутренняя резьба. Между головкой 6 и регулировочным кольцом 12 установлено уплотнение 13 головки 6, имеющее Г-образную форму и расположенное с одной стороны в канавке, выполненной в регулировочном кольце 12, а с другой стороны - в канавке, выполненной на передней поверхности головки 6. При резьбовом соединении головки 6 с регулировочным кольцом 12 уплотнение 13 головки 6 неподвижно закрепляется. В узле головки 6 с регулировочным кольцом 12 резьбовое соединение застопорено завинченным самонарезающим винтом 14.

Головка 6 и регулировочное кольцо 12 изготовлены из пластмассы, которая представляет собой полисульфон - полимер, содержащий группу SO₂ и ароматическое кольцо в основной цепи. Как головка 6, так и регулировочное кольцо 12 изготавливаются методом литья под давлением, при этом механической обработке подвергаются только некоторые поверхности, например, те, на которых расположены уплотнения. Поэтому в варианте осуществления, показанном на фиг.2 и фиг.3, механическая обработка производится только на цилиндрической поверхности головки, где расположено уплотнение кольцевого типа, а в варианте осуществления, показанном на фиг.1, поверхности головки не обрабатываются.

Входной соединительный патрубок 3 и выходной соединительный патрубок 4 в корпусе 2 клапана 1 содержат управляющие каналы 15, которые закрыты заглушками 16.

Как показано на фиг.2 и фиг.3, клапан 1 согласно изобретению может иметь различные варианты осуществления, основанные на одном и том же принципе, при этом ссылочные номера на фиг.1 соответствуют аналогичным компонентам клапана 1 на фиг.2 и фиг.3.

Балансировочные клапаны, показанные на фиг.2 и фиг.3, согласно изобретению представляют собой клапаны разгрузочного типа и поэтому обеспечивают более простое закрытие клапана 1, который находится под действием высокого давления и имеет большую эффективную площадь пропускания потока через седло 5 клапана 1, представляя собой важное эксплуатационное техническое средство. Разгрузка клапана 1 осуществляется за счет выравнивания давлений с обеих сторон головки 6 с регулировочными кольцами 12 за счет отверстий 17 в головке 6 в соответствии с известным уровнем техники и за счет герметичной камеры 18 компенсации давления, расположенной над головкой.

Головка 1 имеет внутреннюю резьбу, которая взаимодействует с резьбой на наружной поверхности штока 7.

Для особенно больших клапанов 1 головка 6 может иметь внутри металлическую резьбовую втулку, которая взаимодействует резьбой на наружной поверхности штока 7.

Как показано на фиг.4, фиг.5 и фиг.6, клапан 1 содержит головку 6 и соединенное с ней регулировочное кольцо 12. На фиг.4, фиг.5 и фиг.6 компоненты клапана 1 показаны в разобранном виде.

Головка 6 также изготавливается из пластмассы, которая в данном случае представляет собой полисульфон. Регулировочное кольцо 12 изготавливается из полисульфона. Головка 6 клапана 1 сформована в виде внутренней втулки 19, закрытой со стороны седла 5 клапана 1. Внутренняя втулка 19 снабжена наружным кольцом 20, которое расположено вблизи закрытой стороны внутренней втулки 19 головки 6 клапана 1. Внутренняя втулка 19 и наружное кольцо 20 являются соосными. Наружное кольцо 20 головки 6 клапана 1 со стороны седла 5 клапана 1 имеет гнездо, в котором расположено уплотнение 13 головки 6 клапана 1.

В варианте осуществления, показанном на фиг.5 и фиг.6 и представляющем собой решение для более крупных клапанов, рассчитанных на повышенные давления и увеличенное эффективное поперечное сечение, головка 6 клапана 1 имеет наружную втулку 21. Наружная втулка 21 головки 6 клапана 1 проходит от наружного кольца 20 снаружи от внутренней втулки 19 и является соосной с ней. В наружном кольце 20 в промежутке головки 6 клапана 1 между внутренней втулкой 19 и наружной втулкой 21 предусмотрены выпускные отверстия 17.

Головка 6 клапана 1 и регулировочное кольцо 12 соединяются при помощи резьбового соединения. Резьба этого соединения выполнена на наружной поверхности внутренней втулки 19 под наружным кольцом 20 и на внутренней поверхности отверстия в регулировочном кольце 12. Такое непосредственное соединение между компонентами клапана показано на фиг.4 и фиг.5. На фиг.3 и фиг.6 показано решение для резьбового соединения между компонентами клапана, в котором используются болты, т.е. промежуточные элементы. При сборке компонентов клапана между головкой 6 и регулировочным кольцом 12 устанавливается уплотнение 13.

Внутренняя часть внутренней втулки 19, показанная на фиг.1 и фиг.2 над наружным кольцом 20, видимым со стороны седла 5 клапана 1, снабжена резьбой, выполненной непосредственно в материале головки 6. Для больших клапанов, предназначенных для высоких давлений и потоков, во внутренней втулке 19 предусмотрен резьбовой вкладыш 22. Резьбовой вкладыш 22 показан на фиг.6 и может быть выполнен из металла, например из латуни.

Варианты осуществления балансировочного клапана согласно изобретению позволяют одновременно решить несколько задач. Они обеспечивают более низкие расходы на изготовление, повышают коррозионную стойкость головки 6 клапана 1 и в то же время, благодаря свойствам материала, из которого изготовлены головка 6 и регулировочное кольцо 12, обеспечивают самоустановку головки 6 и регулировочного кольца 12, сопрягающихся с седлом клапана, вследствие эластичности пластмасс.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для регулирования и перекрытия потока в сетях центрального топления, бытовых приборах горячего и холодного водоснабжения и т.д. Балансировочный клапан содержит корпус с двумя соединительными патрубками и седлом, которое закрыто головкой (6), установленной на штоке, расположенном в сальнике, снаружи которого расположена ручка управления, соединенная со штоком. Указанная головка (6) изготовлена из пластмассы, соединена с регулировочным кольцом (12), также изготовленным из пластмассы, и образована внутренней втулкой (19), которая закрыта с конца, закрывающего седло (5) клапана (1). Головка (6) снабжена наружным кольцом (20), расположенным вблизи закрытого конца внутренней втулки (19). Головка (6) и регулировочное кольцо (12) соединены при помощи резьбового соединения. Между головкой (6) и регулировочным кольцом (12) установлено уплотнение (13). Головка (6) снабжена наружной втулкой (21), которая проходит от наружного кольца (20) в направлении, совпадающем с направлением внутренней втулки (19). Втулки (21) и (19) расположены соосно друг другу. Изобретение направлено на повышение надежности работы балансировочного клапана. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Балансировочный клапан, содержащий корпус с двумя соединительными патрубками и седлом, которое закрыто головкой, установленной на штоке, расположенном в сальнике, снаружи которого расположена ручка управления, соединенная со штоком, при этом указанная головка (6) изготовлена из пластмассы, отличающийся тем, что головка (6) соединена с регулировочным кольцом (12), также изготовленным из пластмассы, и образована внутренней втулкой (19), которая закрыта с конца, закрывающего седло (5) клапана (1), и снабжена наружным кольцом (20), расположенным вблизи закрытого конца внутренней втулки (19), при этом головка (6) и регулировочное кольцо (12) соединены при помощи резьбового соединения, а между головкой (6) и регулировочным кольцом (12) установлено уплотнение (13) головки, при этом головка (6) снабжена наружной втулкой (21), которая проходит от наружного кольца (20) в направлении, совпадающем с направлением внутренней втулки (19), при этом указанные втулки являются соосными.

2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что резьба резьбового соединения выполнена как в головке (6), так и в регулировочном кольце (12).

3. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что резьбовое соединение между головкой (6) и регулировочным кольцом (12) неподвижно закреплено самонарезающим винтом (14).

4. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что головка (6) изготовлена из полисульфона.

5. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что регулировочное кольцо (12) изготовлено из полисульфона.

6. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что головка (6) изготовлена методом литья под давлением.

7. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что регулировочное кольцо (12) изготовлено методом литья под давлением.

8. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что на конце головки (6), закрытом со стороны, закрывающей седло (5) клапана (1), вблизи внутренней втулки (19) предусмотрены выпускные отверстия (17).

9. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя часть внутренней втулки (19) снабжена резьбой.

10. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя часть внутренней втулки (19) снабжена резьбовым вкладышем (22).

11. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что резьбовой вкладыш (22) изготовлен из металла.