КЛАПАН РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА Российский патент 2017 года по МПК G05D7/01 F16K1/44 F16K1/52 F24D19/10 

Изобретение касается клапана регулирования расхода для жидкостных установок отопления или охлаждения, состоящего из корпуса, имеющего по меньшей мере один впуск и по меньшей мере один выпуск и расположенный между ними соединительный патрубок, в который вставлено устройство регулирования давления, поддерживающее постоянную разность давлений между областями давлений перед и после расположенного в соединительном патрубке узла регулирования расхода, а также шпиндель, имеющий выдающийся из корпуса элемент управления и находящийся в корпусе первый дроссельный элемент, который воздействует на узел регулирования расхода или на его части.

В частности, изобретение касается клапана регулирования расхода динамического действия, посредством которого расход регулируется таким образом, что, независимо от разности давлений, он остается постоянным по всему клапану.

Например, из PCT/DE 2008/000699 известна комбинация арматуры для регулирования количества расхода и/или разности давлений в жидкостных установках отопления и охлаждения, у которой в направлении течения протекающей среды за подводящим патрубком следует первое устройство регулирования, затем первое устройство регулирования расхода, затем второе устройство регулирования расхода и, наконец, отводящий патрубок.

Известная комбинация арматуры является трудоемкой в изготовлении, потому что в корпус должны встраиваться соответствующие компоненты, которые изготавливаются заранее. Это означает не только большие издержки изготовления, но и приводит к необходимости выполнения относительно большого корпуса. Недостаток заключается также в том, что известные до сих пор варианты осуществления не могут простым образом комбинироваться с предлагаемыми к продаже термостатическими клапанами, миллионы которых применяются до сих пор.

Для выполнения гидравлической балансировки в жидкостной системе отопления или охлаждения предпочтительно инсталлировать клапан, имеющий интегрированное устройство регулирования давления на отдельных потребителях. Так как множество клапанов в имеющихся, существующих установках смонтированы без такого интегрированного устройства регулирования давления, до сих пор необходима полная замена такого обычного клапана клапаном, имеющим интегрированное устройство регулирования давления.

Из DE 10256035 B3, а также из WO 2009/135490 A2 известны клапаны, имеющие интегрированное регулирование давления для регулирования потока текучей среды, текущего через клапан. При этом предварительно настроенное поперечное сечение может изменяться посредством двух подвижных друг относительно друга частей, и таким образом поток текучей среды ограничиваться до некоторого максимального значения. Однако этот вид предварительной настройки требует дополнительного конструктивного пространства в клапане. У имеющихся, предлагаемых к продаже корпусов термостатических клапанов, которые сконструированы без интегрированного устройства регулирования давления, такого дополнительного монтажного пространства нет. Поэтому при таких решениях требуется и инсталлируется новый, согласованный с соответствующими конструктивными элементами корпус.

Из DE 102007050454 B4, в частности из изображений на фиг.3 и 4, известны варианты осуществления предварительно настраиваемых клапанов регулирования расхода, у которых устройство регулирования давления в виде отдельного конструктивного элемента расположено под дроссельным элементом и надлежащим седлом. При этом также требуется дополнительное конструктивное пространство. Встраивание в имеющиеся, предлагаемые к продаже корпуса термостатических клапанов без интегрированного устройства регулирования давления при этих вариантах осуществления также невозможно. Поэтому и в этом случае должен применяться совершенно новый, согласованный с конструктивными элементами корпус.

Из DE 10256035 B3, а также из WO 2009/135490 A2 известны, кроме того, клапаны, имеющие интегрированное регулирование давления для регулирования потока текучей среды, текущего через клапан, у которых в проточном канале потока текучей среды расположена пружина уставки. Кроме того, на шпинделе этих клапанов установлена пружина клапана. При этих решениях требуется в каждом случае новый, согласованный с конкретной клапанной вставкой корпус. Кроме того, при этих решениях пружина уставки расположена в проточном канале потока текучей среды, что, с одной стороны, сужает поперечное сечение проточного канала, а с другой стороны, влияет на течение в проточном канале, образуя завихрения, что, в частности, выражается в нарушениях при больших объемных потоках.

Аналогичная система известна также из DE 102007050454 B4.

Исходя из этого уровня техники, в основе изобретения лежит задача, создать экономично изготавливаемый клапан регулирования расхода, имеющий интегрированное регулирование давления, который имеет простую конструкцию, занимает наименьшее возможное пространство, и который предоставляет возможность оснащения имеющихся термостатических клапанов соответствующим вариантом осуществления клапана регулирования расхода, при этом имеющиеся нединамические клапанные вставки заменяются предлагаемым изобретением клапаном.

Для решения этой задачи изобретение предлагает, чтобы узел регулирования расхода состоял из первого дроссельного устройства, которое образовано из закрепленного на шпинделе первого дроссельного элемента и седла, и второго дроссельного устройства, которое образовано из установленного на шпинделе с возможностью продольной перестановки по нему второго дроссельного элемента и седла, при этом второй дроссельный элемент выполнен с возможностью движения в направлении первого дроссельного элемента и от него, благодаря чему может изменяться поперечное сечение проточного канала через клапан регулирования расхода.

По этому варианту осуществления узел регулирования расхода выполнен очень компактно и имеет все необходимые компоненты. То есть речь идет здесь об автономном узле регулирования расхода, который может встраиваться в соответствующий корпус.

Особенно предпочтительно при этом предусмотрено, что первый дроссельный элемент образует седло второго дроссельного элемента.

Один из совсем особых вариантов осуществления видится в том, чтобы все части, а именно устройство регулирования давления, шпиндель клапана, имеющий первый дроссельный элемент, узел регулирования расхода, имеющий первое дроссельное устройство и второе дроссельное устройство вместе со вторым дроссельным элементом и надлежащими седлами для дроссельных элементов, были собраны в виде клапанной вставки в один монтажный узел, который в виде узла может монтироваться в соединительном патрубке корпуса или демонтироваться из него, при этом отдельные части соединены друг с другом без возможности выпадения.

В частности, благодаря этому создается возможность оснащения корпуса такой клапанной вставкой, которая содержит все элементы регулирования давления и регулирования расхода. Эта клапанная вставка выполнена в виде одного монтажного узла, который в своей совокупности может монтироваться в соответствующий корпус или демонтироваться из него. Отсюда также вытекает возможность последующего оснащения существующих, имеющихся на рынке термостатических клапанов, снабженных нединамическими клапанными вставками, такой динамической клапанной вставкой, при этом имеющаяся клапанная вставка заменяется на предлагаемую изобретением клапанную вставку.

При предлагаемом изобретением варианте осуществления на выдающемся из корпуса элементе управления шпинделя клапана может быть установлен закрепляемый на корпусе сервопривод, посредством которого осуществляется настройка первого дроссельного устройства. С помощью сервопривода шпиндель клапана переводится в осевом направлении против предусмотренной в клапанной вставке или корпусе пружины из максимального открытого положения в частично или полностью закрытое положение.

Чтобы также обеспечить возможность простой настройки второго дроссельного устройства, предусмотрено, что шпиндель предпочтительно в своей выдающейся из корпуса или клапанной вставки концевой области имеет установленная на ней без возможности вращения рукоятка для настройки второго дроссельного устройства, при этом второй дроссельный элемент соединен со шпинделем посредством резьбового соединения, и второй дроссельный элемент выполнен с возможностью перестановки параллельно продольной протяженности шпинделя и удерживается без возможности прокручивания или установлен на компоненте клапанной вставки или седле для первого дроссельного элемента.

При этом предпочтительно предусмотрено, что рукоятка удерживается на шпинделе с возможностью отсоединения.

Также может быть предпочтительно, чтобы рукоятка была выполнена в виде многоугольника и образовывало контур для воздействия регулировочного ключа.

Чтобы указать пользователю положение, которое он фактически установил при настройке, предпочтительно предусмотрено, что рукоятка снабжена первыми маркировками настроенного положения, а на корпусе или на клапанной вставке расположена соответствующая им вторая маркировка.

Один из предпочтительных вариантов осуществления устройства регулирования давления видится в том, чтобы устройство регулирования давления имело удерживаемую зажатую в полости клапанной вставки мембрану, сторона которой, обращенная к элементу управления шпинделя, через выполненный в шпинделе первый канал находится в открытом проточном соединении с впуском, а ее сторона, обращенная от узла регулирования расхода, через второй канал находится в соединении с узлом регулирования расхода.

При этом варианте осуществления простым образом достигается поддержание постоянной разности давлений между областями давления перед и после узла регулирования расхода.

Кроме того, для решения поставленной выше задачи предлагается, чтобы была установлена клапанная вставка, которая может вставляться или вставлена в соединительный патрубок, имеющая интегрированное в нее, управляемое мембраной, коаксиально охватывающее шпиндель и смещаемое по нему в осевом направлении устройство регулирования давления, которое поддерживает постоянную разность давлений между областями давления перед и после интегрированного в клапанную вставку узла регулирования расхода, состоящего из седла клапана и дроссельного элемента, при этом интегрированный в клапанную вставку шпиндель имеет выдающийся из корпуса и из клапанной вставки элемент управления и закрепленный на нем дроссельный элемент, и что предварительная настройка узла регулирования расхода осуществляется с помощью настраиваемых средств ограничения хода дроссельного элемента.

По этому варианту осуществления узел регулирования расхода клапана регулирования расхода выполнен очень компактно и имеет все необходимые компоненты. Таким образом, речь идет здесь об автономном узле регулирования расхода, который может встраиваться в соответствующий корпус, то есть, в частности, также в корпус, в котором до сих пор помещались нединамические клапанные вставки, которые могут заменяться предлагаемым изобретением клапаном регулирования расхода.

Таким образом, благодаря этому варианту осуществления соответствующие клапаны могут встраиваться в имеющиеся, предлагаемые к продаже корпуса термостатических клапанов, при этом благодаря заданным, компактным наружным размерам достигается очень малая глубина погружения в корпус термостатического клапана, так что трубные соединительные геометрии имеющегося корпуса не закрываются клапанной вставкой, и при этом это решение позволяет монтировать конструктивный элемент в виде одного узла в корпусе термостатического клапана или извлекать из него.

В соответствии с изобретением узел регулирования расхода образуется по существу из клапанной вставки и дроссельного элемента, при этом предварительная настройка узла регулирования расхода достигается посредством ограничения хода дроссельного элемента, так что поток текучей среды может ограничиваться до некоторого максимального значения, которое соответствует высоте хода дроссельного элемента. Кроме того, устройство регулирования давления коаксиально охватывает соединенный с дроссельным элементом шпиндель и установлено на нем с возможностью движения в осевом направлении, так что образован компактный узел, который также в виде монтажного узла может монтироваться в имеющиеся предлагаемые к продаже корпуса термостатических клапанов и демонтироваться из них.

Особенно предпочтительно при этом предусмотрено, что устройство регулирования давления и устройство регулирования расхода вместе со средством ограничения хода в качестве компонентов клапанной вставки соединены друг с другом в один монтажный узел без возможности выпадения, так что клапанная вставка в виде комплектного встраиваемого узла может монтироваться в корпусе или демонтироваться из него.

Это также способствует как компактной конструктивной форме, так и удобству обращения.

Одно из предпочтительных усовершенствований ограничения хода видится в том, чтобы шпиндель имел по меньшей мере один радиально выдающийся бортик или уступ, который соответствует упору на установочном кольце, удерживаемом на клапанной вставке с возможностью осевого движения относительно клапанной вставки, и в конечном положении прилегает к этому упору.

Кроме того, при этом предусмотрено, что обладающее возможностью осевого движения установочное кольцо коаксиально охватывает шпиндель.

Предпочтительно, кроме того, предусмотрено, что установочное кольцо имеет резьбу, которая нарезкой взаимодействует с резьбой, выполненной на клапанной вставке, при этом вращательное движение установочного кольца преобразуется в осевое возвратно-поступательное движение.

В частности, также предусмотрено, что установочное кольцо снабжено соединенным с ним без возможности вращения маховиком, который имеет шкалу со считываемыми значениями предварительной настройки, соответствующую стрелке, зафиксированной на клапанной вставке.

Наконец, предусмотрено, что вращательное движение маховика ограничено предусмотренным на маховике, соответствующим стрелке упором.

Благодаря этим признакам частично или полностью достигается предпочтительное удобство обращения при настройке хода дроссельного элемента и вместе с тем предоставляется простой вид настраиваемого средства ограничения хода.

Чтобы сделать возможной и облегчить установку элементов управления, посредством которых шпиндель может приводиться в действие, то есть смещаться в осевом направлении, предлагается, чтобы клапанная вставка имела корпус клапанной вставки, имеющий соединительную геометрию для крепления исполнительных элементов, действующих на элемент управления шпинделя.

Чтобы предотвратить загрязнение внутреннего пространства вставки, предпочтительно предусмотрено, чтобы седло клапана клапанной вставки имело фильтровальную сетку.

При этом, кроме того, может быть предусмотрено, чтобы фильтровальная сетка была закреплена на клапанной вставке или ее компонентах с возможностью отсоединения.

Для создания клапана регулирования расхода родственного вида, у которого может осуществляться инсталляция необходимых элементов в имеющиеся, предлагаемые к продаже корпуса термостатических клапанов, при этом, несмотря на заданные ими компактные наружные размеры, через клапан регулирования расхода может течь наибольший возможный объемный поток, и при этом гарантировано, что, несмотря на встраивание соответствующих частей, внутреннее пространство корпуса клапана в области трубных соединительных геометрий остается свободным, то есть не закрывается встроенными элементами, предлагается, чтобы была установлена клапанная вставка, которая может вставляться или вставлена в соединительный патрубок, имеющая интегрированное в нее, управляемое мембраной, коаксиально охватывающее шпиндель и обладающее возможностью осевого смещения по нему устройство регулирования давления, которое поддерживает постоянную разность давлений между областями давлений перед и после интегрированного в клапанную вставку узла регулирования расхода, который состоит из седла клапана и дроссельного элемента, при этом интегрированный в клапанную вставку шпиндель имеет выдающийся из корпуса и из клапанной вставки элемент управления и закрепленный на нем дроссельный элемент, чтобы на обращенной от проточного канала или зазора стороне мембраны и обращенной к элементу управления шпинделя стороне была расположена пружина уставки устройства регулирования давления, и чтобы пружина клапана коаксиально охватывала пружину уставки.

В соответствии с изобретением, чтобы выполнить гидравлическую балансировку в жидкостной системе отопления или охлаждения, инсталлирован клапан, имеющий интегрированное устройство регулирования давления на отдельных потребителях. Так как в имеющихся, существующих установках смонтированы несколько клапанов без интегрированного устройства регулирования давления, предпочтительно, если в соответствии с изобретением у этих клапанов только клапанная вставка меняется на клапанную вставку, имеющую интегрированное устройство регулирования давления. Это возможно, например, посредством монтажных шлюзов, также под давлением установки. Благодаря этому у существующих установок обеспечивается возможность гидравлической балансировки с низкими издержками. Кроме того, благодаря тому, что пружина уставки располагается на обращенной от проточного канала стороне мембраны и она коаксиально располагается между пружиной клапана и управляющим шпинделем, при компактных наружных размерах, тем не менее, предоставляется в распоряжение наибольший возможный объемный поток, при этом пружина уставки не оказывает негативного влияния на течение.

Особенно предпочтительно предусмотрено, чтобы устройство регулирования давления и устройство регулирования расхода вместе с пружиной клапана и пружиной уставки в качестве компонентов клапанной вставки были соединены друг с другом в один монтажный узел без возможности выпадения, так чтобы клапанная вставка в виде комплектного встраиваемого узла могла монтироваться в корпусе и демонтироваться из него.

Это способствует как компактной конструктивной форме, так и удобству обращения.

Кроме того, предпочтительно предусмотрено, что как пружина уставки, так и пружина клапана опираются на один общий, находящийся в клапанной вставке удерживающий элемент.

Это также способствует как компактной конструктивной форме, которая обеспечивает возможность встраивания в имеющиеся корпуса клапанов.

Предпочтительно при этом предусмотрено, что удерживающий элемент, кроме того, образует контур, подпирающий мембрану, который создает монтажное пространство для внешнего уплотнительного утолщения мембраны.

Кроме того, предпочтительно может быть предусмотрено, чтобы удерживающий элемент имел соединение с силовым или геометрическим замыканием с корпусом клапанной вставки.

Также может быть предусмотрено, чтобы клапанная вставка или корпус клапанной вставки имел соединительную геометрию для крепления исполнительных элементов, которые действуют на элемент управления шпинделя клапана.

Кроме того, предпочтительно предусмотрено, что седло клапанной вставки имеет бортик.

Одно из особенно предпочтительных усовершенствований видится в том, чтобы в седле клапанной вставки под первым дроссельным элементом был расположен предварительно настраиваемый второй дроссельный элемент.

Благодаря этому простым образом реализована возможность предварительной настройки расхода без увеличения конструктивного размера клапанной вставки.

Во избежание загрязнений, кроме того, предусмотрено, что седло клапанной вставки имеет фильтровальную сетку.

При этом предпочтительно может быть предусмотрено, чтобы фильтровальная сетка была установлена с возможностью замены.

Примеры осуществления изобретения изображены на чертеже и описаны подробнее ниже.

Показано:

фиг.1: предлагаемый изобретением клапан регулирования расхода, имеющий интегрированное регулирование давления, в сборе, на виде в центральном продольном сечении, в двух различных положениях;

фиг.2: клапанная вставка фиг.1 без корпуса, то же в двух различных положениях хода на виде в центральном продольном сечении;

фиг.3: предлагаемый изобретением клапан регулирования расхода, имеющий интегрированное регулирование давления, в сборе, на виде в центральном сечении;

фиг.4: предлагаемая изобретением клапанная вставка с большим значением предварительной настройки, то же на виде в центральном продольном сечении;

фиг.5: сечение A-A фиг.4 с маховиком, смонтированным без возможности вращения на установочном кольце, и выполненным на нем, соответствующим стрелке упором;

фиг.6: показана клапанная вставка в соответствии с фиг.4 с небольшим значением предварительной настройки, то же на виде в центральном продольном сечении;

фиг.7: показана горизонтальная проекция клапанной вставки, на виде сверху;

фиг.8: показана клапанная вставка, имеющая отдельный элемент предварительной настройки и соединительные геометрии для крепления сервопривода, на виде, аналогичном фиг.4;

фиг.9: предлагаемый изобретением клапан регулирования расхода, имеющий интегрированное регулирование давления, в сборе, на виде в центральном продольном сечении;

фиг.10: предлагаемая изобретением клапанная вставка, имеющая отдельный элемент предварительной настройки, то же на виде в центральном продольном сечении;

фиг.11: один из вариантов клапанной вставки, имеющей отдельный элемент предварительной настройки и соединительные геометрии для крепления сервопривода, который может воздействовать на шпиндель.

На чертеже показан клапан 1 регулирования расхода для жидкостных установок отопления или охлаждения. Он состоит из цельного или составного корпуса 2, который в этом примере осуществления имеет впуск 3 и выпуск 4. Между впуском 3 и выпуском 4 предусмотрен соединительный патрубок 13, в который встроено устройство 14 регулирования давления, поддерживающее постоянную разность давлений между областями давления перед и после расположенного в корпусе 2 узла 8 регулирования расхода. Кроме того, установлен шпиндель 7 в виде шпинделя клапана, который имеет выдающийся из корпуса 2 вверх элемент управления. На корпусе 2 может монтироваться сервопривод, при этом корпус имеет опцию 6 подключения для подключения такого сервопривода. Сервопривод воздействует на верхний конец шпинделя 7 и вместе с тем на узел 8 регулирования расхода или его части. При этом изменяется поперечное сечение проточного канала через клапан или, соответственно, клапанную вставку, еще описанную ниже. Устройство 14 регулирования давления коаксиально охватывает шпиндель 7 и установлено на нем с возможностью осевого движения.

У шпинделя 7 на его нижнем конце в качестве компонента первого дроссельного устройства установлен первый дроссельный элемент 9, который определяет расход. В частности, узел 8 регулирования расхода состоит из первого дроссельного устройства, имеющего закрепленный на шпинделе 7 первый дроссельный элемент 9 и предусмотренное для него седло 10. Кроме того, узел 8 регулирования расхода состоит из второго дроссельного устройства, которое образовано из установленного на шпинделе 7 с возможностью продольной перестановки по нему второго дроссельного элемента 11 и предусмотренного для него седла. Второй дроссельный элемент 11 выполнен с возможностью движения в направлении первого дроссельного элемента 9 к нему и от него. Благодаря этому может изменяться поперечное сечение проточного канала через клапан регулирования расхода.

В частности, при этом также предусмотрено, что первый дроссельный элемент 9 одновременно образует седло для второго дроссельного элемента 11. Например, на фиг.1 справа показано положение, в котором верхняя краевая кромка второго дроссельного элемента 11, уплотняя, прилегает к нижней стороне первого дроссельного элемента 9. На фигуре чертежа слева показано, что второй дроссельный элемент 11 остается на расстоянии от первого дроссельного элемента 9, так что возможно протекание через зазор 15 в направлении выпуска 4.

Как, в частности, показано также на фиг.2. все части, а именно устройство регулирования давления 14, шпиндель 7 клапана, имеющий первый дроссельный элемент 9, узел 8 регулирования расхода, имеющий первое дроссельное устройство и второе дроссельное устройство вместе со вторым дроссельным элементом 11 и надлежащими седлами для дроссельных элементов в виде клапанной вставки объединены в один монтажный узел, который как таковой полностью может вдвигаться в соединительный патрубок 13 корпуса 2 в виде комплектного узла и монтироваться.

При этом отдельные части соединены друг с другом без возможности выпадения. Этот вариант осуществления позволяет, в частности, также у имеющихся на рынке термостатических клапанов, имеющих нединамические клапанные вставки, производить замену таким образом, что имеющаяся клапанная вставка заменяется на предлагаемую изобретением клапанную вставку 5.

Шпиндель 7 в своей выдающейся вверху из корпуса 2 или, соответственно, патрубка 13 или, соответственно, клапанной вставки 5 концевой области имеет установленную на ней без возможности вращения рукоятку для настройки второго дроссельного устройства. Для этого второй дроссельный элемент 11 соединен со шпинделем 7 с помощью резьбового соединения. Дополнительно второй дроссельный элемент 11 выполнен с возможностью перестановки параллельно продольной протяженности шпинделя и удерживается без возможности прокручивания и установлен на компоненте клапанной вставки 5 или седле 10 для первого дроссельного элемента 9. Таким образом, можно путем вращения шпинделя 7 посредством рукоятки 12 переставлять второй дроссельный элемент 11 в направлении продольной протяженности шпинделя.

Предпочтительно рукоятка 12 удерживается на шпинделе 7 с возможностью отсоединения. Также предпочтительно, что рукоятка 12 выполнена в виде многоугольника и образует контур для вставления регулировочного ключа, например, гаечного ключа.

Дополнительно предусмотрено, что рукоятка 12 снабжена первыми маркировками настроенного положения, а на корпусе 2 или предпочтительно на клапанной вставке 5 предусмотрена соответствующая им вторая маркировка. При этом пользователь простым образом может точно настраивать и считывать значения предварительной настройки.

Устройство 14 регулирования давления выполнено собственно известным образом. Для этого в полости клапанной вставки 5 удерживается зажатая мембрана 17, сторона которой, обращенная к элементу управления шпинделя 7 (на чертеже вверху), через выполненный в шпинделе 7 первый канал 18 находится в открытом проточном соединении с впуском 3. Ее сторона, обращенная к устройству 8 регулирования расхода, находится в соединении через второй канал 19, который открыт в направлении узла регулирования расхода. Так регулирование давления простым образом интегрировано в этот вариант осуществления клапанной вставки 5.

Изобретение предлагает клапан 1 регулирования расхода, который, благодаря клапанной вставке 5, имеющей все функциональные компоненты, создает возможность экономичного изготовления таких частей при малых размерах. В частности, такие клапанные вставки 5 также являются взаимозаменяемыми с традиционными клапанными вставками в обычных термостатических клапанах.

На чертеже, в частности на фиг.3-8, показан клапан 1 регулирования расхода для жидкостных установок отопления или охлаждения. Он состоит по существу из цельного или составного корпуса 2, который имеет впуск 3 и выпуск 4. Между впуском 3 и выпуском 4 предусмотрен соединительный патрубок 13, в который встроено устройство 14 регулирования давления, поддерживающее постоянную разность давлений между областями давления перед и после расположенного в корпусе 2 узла 8 регулирования расхода. Кроме того, установлен шпиндель 7 в виде шпинделя клапана, который имеет выдающийся из корпуса 2 вверх элемент 7ʹ управления. На корпусе 2 может монтироваться сервопривод, при этом корпус 2 имеет опцию 6 подключения для подключения такого сервопривода. Сервопривод воздействует на верхний конец 7ʹ шпинделя 7 и вместе с тем на узел 8 регулирования расхода или его части. При этом изменяется поперечное сечение проточного канала через клапан или, соответственно, клапанную вставку, еще описанную ниже.

У шпинделя на его нижнем конце установлен первый дроссельный элемент 9, которым определяется расход. Таким образом, узел 8 регулирования расхода состоит из дроссельного устройства, имеющего закрепленный на шпинделе 7 дроссельный элемент 9 и предусмотренное для него седло 10. Дроссельный элемент 9 образует с седлом 10 разделительный зазор 15, который открыт в направлении выпуска 4, так что возможно соответствующее протекание через клапан.

Как, в частности, показано на фиг.4, 6 и 8, все части, а именно устройство 14 регулирования давления, шпиндель 7, имеющий дроссельный элемент 9, и узел 8 регулирования расхода, имеющий седло 10, в виде клапанной вставки 5 объединяются в один монтажный узел, который как таковой полностью может вдвигаться в соединительный патрубок 13 корпуса 2 в виде комплектного узла и монтироваться. При этом отдельные части соединены друг с другом без возможности выпадения. Этот вариант осуществления позволяет, в частности, также у имеющихся на рынке термостатических клапанов, имеющих нединамические клапанные вставки, производить замену таким образом, что имеющаяся клапанная вставка заменяется на предлагаемую изобретением клапанную вставку. В эту клапанную вставку 5 интегрирована, кроме того, предварительная настройка узла 8 регулирования расхода, которая может производиться посредством настраиваемого средства ограничения хода дроссельного элемента 9.

Устройство 14 регулирования давления выполнено собственно известным образом. При этом в полости клапанной вставки 5удерживается зажатая мембрана 17, сторона которой, обращенная к элементу управления шпинделя 7 (на чертеже вверху), через выполненный в шпинделе 7 первый канал 18 находится в открытом проточном соединении с впуском 3. Ее сторона, обращенная к устройству 8 регулирования расхода, находится в соединении через второй канал 19, который открыт в направлении узла регулирования расхода. Так регулирование давления простым образом интегрировано в этот вариант осуществления клапанной вставки 5.

Клапанная вставка 5 имеет особенно компактные размеры и вместе с тем наименьшую возможную глубину погружения в корпус 2 термостатического клапана, так что трубные соединительные геометрии 13 корпуса 2 не закрываются клапанной вставкой 5, когда клапанная вставка 5 в виде узла монтируется в корпус или демонтируется из него.

Благодаря ограничению хода дроссельного элемента 9 достигается предварительная настройка узла 8 регулирования расхода, так что поток текучей среды может ограничиваться до некоторого максимального значения, которое соответствует настроенной высоте хода дроссельного элемента 9.

Устройство 14 регулирования давления коаксиально охватывает соединенный с дроссельным элементом 9 шпиндель и установлено на нем с возможностью осевого движения, так что снова имеется компактно монтируемый узел.

С целью ограничения хода шпиндель 7 имеет по меньшей мере один радиально выступающий бортик 20 или уступ, который может приходить в соприкосновение с упором 22, установленном на обладающем возможностью осевого движения установочном кольце 21. Обладающее возможностью осевого движения установочное кольцо 21 коаксиально охватывает шпиндель 7. Дополнительно в этом примере осуществления установочное кольцо 21 снабжено резьбой 23, которая преобразует вращательное движение в возвратно-поступательное движение. Кроме того, установочное кольцо 21 снабжено соединенным с ним без возможности вращения маховиком 24. Этот маховик 24 имеет шкалу 25 для считывания значений предварительной настройки, которая соответствует стрелке 26, установленной на клапанной вставке 5. Вращательное движение маховика 24 ограничивается выполненным на маховике 24 и соответствующим стрелке 26 упором 27. Дополнительно корпус 28 клапанной вставки, как показано на фиг.8, может иметь соединительную геометрию 29 для крепления исполнительных элементов, которые воздействуют на элемент 7ʹ управления шпинделя 7.

С целью ограничения хода соответствующие элементы могут устанавливаться, как это видно на фигурах чертежа, например, в положение в соответствии с фиг.4, которое задает большое значение предварительной настройки и вместе с тем большой ход дроссельного элемента 9 или же, как показано на фиг.6, может соответственно настраиваться ограничение хода, чтобы получить малое значение предварительной настройки. Также, как показано на фиг.8, клапанная вставка 5 может быть выполнена с отдельным элементом предварительной настройки и соединительными геометриями 29 для крепления сервопривода.

Дополнительно во избежание загрязнений, которые могли бы негативно влиять на функционирование клапанной вставки 5, предусмотрено, что под седлом 10 клапана клапанной вставки 5 предусмотрена фильтровальная сетка 30, которая при необходимости закреплена с возможностью отсоединения, то есть установлена с возможностью замены.

В частности, это исполнение средств ограничения хода дроссельного элемента способствует особенно компактной конструктивной форме клапанной вставки 5, так что такая клапанная вставка 5 является взаимозаменяемой с традиционными клапанными вставками в обычных термостатических клапанах.

На чертеже (фиг.9-11) показан клапан 1 регулирования расхода для жидкостных установок отопления или охлаждения. Он состоит из цельного или составного корпуса 2, который в этом примере осуществления имеет впуск 3 и выпуск 4. Между впуском 3 и выпуском 4 предусмотрен соединительный патрубок 13, в который встроено устройство 14 регулирования давления, поддерживающее постоянную разность давлений между областями давления перед и после расположенного в корпусе 2 узла 8 регулирования расхода. Кроме того, установлен шпиндель 7 в виде шпинделя клапана, который имеет выдающийся из корпуса 2 вверх элемент 7ʹ управления. На корпусе 2 может, например, монтироваться сервопривод, при этом корпус 2 имеет опцию 6 подключения для подключения такого сервопривода. Такой сервопривод воздействует на верхний конец шпинделя 7 и вместе с тем на узел 8 регулирования расхода или его части. При этом изменяется поперечное сечение проточного канала через клапан или, соответственно, клапанную вставку, еще описанную ниже.

У шпинделя 7 на его нижнем конце в качестве компонента первого дроссельного устройства установлен первый дроссельный элемент 9, который определяет расход. В частности, узел 8 регулирования расхода состоит из первого дроссельного устройства, имеющего закрепленный на шпинделе 7 первый дроссельный элемент 9 и предусмотренное для него седло 10. Кроме того, узел регулирования расхода состоит из второго дроссельного устройства, которое состоит из установленного в бортике 39 с возможностью осевой перестановки второго дроссельного элемента 11, предусмотренного для дроссельного элемента 9. В зависимости от настройки второго дроссельного элемента 11 относительно первого дроссельного элемента 9 может изменяться поперечное сечение проточного зазора 15.

Все части, а именно устройство 14 регулирования давления, шпиндель 7 клапана, имеющий дроссельный элемент 9, узел 8 регулирования расхода, имеющий первое дроссельное устройство и второе дроссельное устройство вместе со вторым дроссельным элементом 11 и надлежащими седлами для дроссельных элементов объединены в один монтажный узел, который как таковой в виде узла полностью может вдвигаться в соединительный патрубок 13 корпуса 2 и монтироваться или же демонтироваться. При этом отдельные части соединены друг с другом без возможности выпадения. Этот вариант осуществления позволяет, в частности, также у имеющихся на рынке термостатических клапанов, имеющих нединамические клапанные вставки, производить замену таким образом, что имеющаяся клапанная вставка заменяется на предлагаемую изобретением клапанную вставку 5.

Интегрированное в клапанную вставку 5 устройство 14 регулирования давления выполнено собственно известным образом. Для этого в полости клапанной вставки 5 удерживается зажатая мембрана 17, сторона которой, обращенная к элементу управления шпинделя 7 (на чертеже вверху), через выполненный в шпинделе 7 первый канал 18 находится в открытом проточном соединении с впуском 3. Ее сторона, обращенная к устройству 8 регулирования расхода, находится в соединении через второй канал 19, который открыт в направлении узла 8 регулирования расхода. Так регулирование давления простым образом интегрировано в этот вариант осуществления клапанной вставки 5.

Кроме того, на обращенной от проточного канала или зазора 15 стороны мембраны 17 и обращенной к элементу 7ʹ управления шпинделя стороне установлена пружина 32 уставки устройства 14 регулирования давления. Кроме того, установлена пружина 33 клапана, которая коаксиально охватывает пружину 32 уставки. Таким образом, уменьшается монтажное пространство для обеих пружин, так что достигается компактная конструктивная форма клапанной вставки 5 и достигается возможность ее встраивания в имеющийся корпус клапана вышеуказанного рода.

В частности, так устройство 14 регулирования давления и устройство 8 регулирования расхода вместе с пружиной 33 клапана и пружиной 32 уставки в качестве компонента клапанной вставки 5 соединены друг с другом в один монтажный узел без возможности выпадения, так что клапанная вставка 5 в виде комплектного встраиваемого узла может монтироваться в корпус 2 или демонтироваться из него.

В этом примере осуществления как пружина 32 уставки, так и пружина 33 клапана опираются на один общий, находящийся в клапанной вставке 5 удерживающий элемент 34, что способствует компактной конструктивной форме. Этот удерживающий элемент 34 образует, кроме того, подпирающий мембрану 17 контур 35, который образует монтажное пространство 36 для внешнего уплотнительного утолщения 37 мембраны 17. Удерживающий элемент 34 соединен с корпусом клапанной вставки соединением 38 с силовым или геометрическим замыканием. В примере осуществления в соответствии с фиг.11 клапанная вставка 5 или, соответственно, корпус 28 клапанной вставки имеет соединительную геометрию 29 для крепления исполнительных элементов, которые могут воздействовать на элемент 7ʹ управления шпинделя 7 клапана.

Дополнительно седло 10 клапанной вставки 5 имеет бортик 39. В этом бортике под первым дроссельным элементом 9 расположен предварительно настраиваемый второй дроссельный элемент 11. Он надлежащим образом выполнен с возможностью осевой перестановки, например, путем вращения шпинделя 7, соединенного с дроссельным элементом 11.

Дополнительно седло 10 клапанной вставки 5 на своей нижней стороне оснащено фильтровальной сеткой 30, которая предпочтительно установлена с возможностью замены.

Изобретение не ограничено этими примерами осуществления, а может разнообразно варьироваться в рамках раскрытия.

Все раскрытые в описании и/или на чертеже отдельные или комбинированные признаки считаются существенными для изобретения.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 Клапан регулирования расхода

2 Корпус

3 Впуск

4 Выпуск

5 Клапанная вставка

6 Опция подключения (для сервопривода)

7 Шпиндель

7ʹ Конец шпинделя

8 Узел регулирования расхода

9 Первый дроссельный элемент

10 Седло для поз.9

11 Второй дроссельный элемент

12 Рукоятка

13 Соединительный патрубок

14 Устройство регулирования давления

15 Зазор

16 Резьбовое соединение

17 Мембрана

18 Первый канал

19 Второй канал

20 Бортик

21 Установочное кольцо

22 Упор

23 Резьба

24 Рукоятка

25 Шкала

26 Стрелка

27 Упор для поз.26

28 Корпус клапанной вставки

29 Соединительная геометрия

30 Фильтровальная сетка

31 Трубная соединительная геометрия

32 Пружина уставки

33 Пружина клапана

34 Удерживающий элемент

35 Контур

Изобретение касается клапана (1) регулирования расхода для жидкостных установок отопления или охлаждения, состоящего из корпуса (2), имеющего впуск (3), выпуск (4) и расположенный между ними соединительный патрубок (13), в который вставлено устройство (14) регулирования давления, поддерживающее постоянную разность давлений между областями давлений перед и после расположенного в соединительном патрубке узла (8) регулирования расхода, а также шпиндель (7), имеющий выдающийся из корпуса (2) элемент управления и находящийся в корпусе (2) первый дроссельный элемент (9), который воздействует на узел регулирования расхода или на его части. Этот узел (8) регулирования расхода состоит из первого дроссельного устройства, которое образовано из закрепленного на шпинделе (7) первого дроссельного элемента (9) и седла (10), и второго дроссельного устройства, которое образовано из установленного на шпинделе (7) с возможностью продольной перестановки по нему второго дроссельного элемента (11) и седла. Второй дроссельный элемент (11) выполнен с возможностью движения в направлении первого дроссельного элемента (9). В результате клапан имеет более простую конструкцию и занимает меньшее пространство. 3 н. и 26 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Клапан (1) регулирования расхода для жидкостных установок отопления или охлаждения, состоящий из корпуса (2), имеющего по меньшей мере один впуск (3) и по меньшей мере один выпуск (4) и расположенный между ними соединительный патрубок (13), в который вставлено устройство (14) регулирования давления, поддерживающее постоянную разность давлений между областями давлений перед и после расположенного в соединительном патрубке узла (8) регулирования расхода, а также шпиндель (7), имеющий выдающийся из корпуса (2) элемент управления и находящийся в корпусе (2) первый дроссельный элемент (9), который воздействует на узел регулирования расхода или на его части, причем узел (8) регулирования расхода состоит из первого дроссельного устройства, которое образовано из закрепленного на шпинделе (7) первого дроссельного элемента (9) и седла (10), и второго дроссельного устройства, которое образовано из установленного на шпинделе (7) с возможностью продольной перестановки по нему второго дроссельного элемента (11) и седла, и причем второй дроссельный элемент (11) выполнен с возможностью движения в направлении первого дроссельного элемента (9) и от него, вследствие чего может изменяться поперечное сечение проточного канала через клапан (1) регулирования расхода, отличающийся тем, что первый дроссельный элемент (9) образует седло второго дроссельного элемента (11).

2. Клапан регулирования расхода по п.1, отличающийся тем, что все части, а именно устройство (14) регулирования давления, шпиндель (7) клапана с первым дроссельным элементом (9), узел (8) регулирования расхода с первым дроссельным устройством и вторым дроссельным устройством вместе со вторым дроссельным элементом (11) и соответствующими седлами для дроссельных элементов (9, 11), собраны в виде клапанной вставки в один монтажный узел, который в виде узла может монтироваться в соединительном патрубке (13) корпуса (2) или демонтироваться из него, при этом отдельные части соединены друг с другом без возможности выпадения.

3. Клапан регулирования расхода по п.1, отличающийся тем, что шпиндель (7) предпочтительно на своей выдающейся из корпуса или клапанной вставки (5) концевой области имеет установленную на ней без возможности вращения рукоятку (12) для настройки второго дроссельного устройства, при этом второй дроссельный элемент (11) связан со шпинделем (7) посредством резьбового соединения (16), и второй дроссельный элемент (11) выполнен с возможностью перестановки параллельно продольной протяженности шпинделя и удерживается без возможности прокручивания или установлен на компоненте клапанной вставки (5) или седле (10) для первого дроссельного элемента (9).

4. Клапан регулирования расхода по п.3, отличающийся тем, что рукоятка (12) удерживается на шпинделе (7) с возможностью отсоединения.

5. Клапан регулирования расхода по п.3 или 4, отличающийся тем, что рукоятка (12) выполнена в виде многоугольника и образует контур для воздействия регулировочного ключа.

6. Клапан регулирования расхода по п.3, отличающийся тем, что рукоятка (12) снабжена первыми маркировками настроенного положения, а на корпусе (2) или на клапанной вставке (5) расположена соответствующая им вторая маркировка.

7. Клапан регулирования расхода по п.1, отличающийся тем, что устройство (14) регулирования давления имеет удерживаемую в полости клапанной вставки (5) зажатую мембрану (17), сторона которой, обращенная к элементу управления шпинделя (7), через выполненный в шпинделе (7) первый канал (18) находится в открытом проточном соединении с впуском (3), а сторона которой, обращенная от устройства (8) регулирования расхода, через второй канал (19) находится в соединении с узлом (8) регулирования расхода.

8. Клапан (1) регулирования расхода для жидкостных установок отопления или охлаждения, состоящий из корпуса (2), имеющего по меньшей мере один впуск (3) и по меньшей мере один выпуск (4) и расположенный между ними соединительный патрубок (13), в который вставлено устройство (14) регулирования давления, поддерживающее постоянную разность давлений между областями давлений перед и после расположенного в соединительном патрубке узла (8) регулирования расхода, а также шпиндель (7), имеющий выдающийся из корпуса (2) элемент (7ʹ) управления и находящийся в корпусе (2) первый дроссельный элемент (9), который воздействует на узел (8) регулирования расхода или на его части, отличающийся тем, что установлена клапанная вставка (5), которая может вставляться или вставлена в соединительный патрубок (13), имеющая интегрированное в нее, управляемое мембраной, коаксиально охватывающее шпиндель и смещаемое по нему в осевом направлении устройство (14) регулирования давления, которое поддерживает постоянную разность давлений между областями давления перед и после интегрированного в клапанную вставку (5) узла (8) регулирования расхода, состоящего из седла (10) клапана и дроссельного элемента (9), при этом интегрированный в клапанную вставку (5) шпиндель (7) имеет выдающийся из корпуса (2) и из клапанной вставки (5) элемент (7ʹ) управления и закрепленный на нем дроссельный элемент (9), а предварительная настройка узла (8) регулирования расхода осуществлена с помощью регулируемых средств ограничения хода дроссельного элемента (9).

9. Клапан регулирования расхода по п.8, отличающийся тем, что устройство (14) регулирования давления и устройство (8) регулирования расхода вместе со средством ограничения хода в качестве компонентов клапанной вставки (5) соединены друг с другом в один монтажный узел без возможности выпадения, так что клапанная вставка (5) в виде комплектного встраиваемого узла может монтироваться в корпусе (2) или демонтироваться из него.

10. Клапан регулирования расхода по п.8 или 9, отличающийся тем, что шпиндель (7) имеет по меньшей мере один радиально выдающийся бортик (20) или уступ, который соответствует упору (22) на установочном кольце (21), удерживаемом на клапанной вставке (5) с возможностью осевого движения относительно клапанной вставки (5), и в конечном положении прилегает к этому упору (22).

11. Клапан регулирования расхода по п.10, отличающийся тем, что обладающее осевой подвижностью установочное кольцо (21) коаксиально охватывает шпиндель (7).

12. Клапан регулирования расхода по п.10, отличающийся тем, что установочное кольцо (21) имеет резьбу (23), которая нарезкой взаимодействует с резьбой клапанной вставки (5), при этом вращательное движение установочного кольца (21) преобразуется в осевое возвратно-поступательное движение.

13. Клапан регулирования расхода по п.11, отличающийся тем, что установочное кольцо (21) имеет резьбу (23), которая нарезкой взаимодействует с резьбой клапанной вставки (5), при этом вращательное движение установочного кольца (21) преобразуется в осевое возвратно-поступательное движение.

14. Клапан регулирования расхода по п.10, отличающийся тем, что установочное кольцо (21) снабжено соединенным с ним без возможности вращения маховиком (24), который имеет шкалу (25) со считываемыми значениями предварительной настройки, соответствующую стрелке (26), зафиксированной на клапанной вставке (5).

15. Клапан регулирования расхода по п.14, отличающийся тем, что вращательное движение маховика (24) ограничено предусмотренным на маховике (24) упором (27), соответствующим стрелке (26).

16. Клапан регулирования расхода по п.8, отличающийся тем, что клапанная вставка (5) имеет корпус (28) клапанной вставки, имеющий соединительную геометрию (29) для крепления исполнительных элементов, действующих на элемент (7ʹ) управления шпинделя (7).

17. Клапан регулирования расхода по п.8, отличающийся тем, что седло (10) клапанной вставки (5) имеет фильтровальную сетку (30).

18. Клапан регулирования расхода по п.17, отличающийся тем, что фильтровальная сетка (30) установлена с возможностью замены.

19. Клапан (1) регулирования расхода для жидкостных установок отопления или охлаждения, состоящий из корпуса (2), имеющего по меньшей мере один впуск (3) и по меньшей мере один выпуск (4) и расположенный между ними соединительный патрубок (13), в который вставлено устройство (14) регулирования давления, поддерживающее постоянную разность давлений между областями давлений перед и после расположенного в соединительном патрубке узла (8) регулирования расхода, а также шпиндель (7), имеющий выдающийся из корпуса (2) элемент (7ʹ) управления и находящийся в корпусе (2) первый дроссельный элемент (9), который воздействует на узел (8) регулирования расхода или на его части, отличающийся тем, что установлена клапанная вставка (5), которая может вставляться или вставлена в соединительный патрубок (13), имеющая интегрированное в нее, управляемое мембраной, коаксиально охватывающее шпиндель и смещаемое по нему в осевом направлении устройство (14) регулирования давления, которое поддерживает постоянную разность давлений между областями давления перед и после интегрированного в клапанную вставку (5) узла (8) регулирования расхода, состоящего из седла (10) клапана и дроссельного элемента (9), при этом интегрированный в клапанную вставку (5) шпиндель (7) имеет выдающийся из корпуса (2) и из клапанной вставки (5) элемент (7ʹ) управления и закрепленный на нем дроссельный элемент (9), причем на обращенной от проточного канала или зазора (15) стороне мембраны (17) и обращенной к элементу (7ʹ) управления шпинделя (7) стороне расположена пружина (32) уставки устройства (14) регулирования давления, и причем пружина (33) клапана коаксиально охватывает пружину (32) уставки.

20. Клапан регулирования расхода по п.19, отличающийся тем, что устройство (14) регулирования давления и устройство (8) регулирования расхода вместе с пружиной (33) клапана и пружиной (32) уставки в качестве компонентов клапанной вставки (5) соединены друг с другом в один монтажный узел без возможности выпадения, так что клапанная вставка (5) в виде комплектного встраиваемого узла может монтироваться в корпусе (2) или демонтироваться из него.

21. Клапан регулирования расхода по п.19 или 20, отличающийся тем, что как пружина (32) уставки, так и пружина (33) клапана опираются на один общий, находящийся в клапанной вставке (5) удерживающий элемент (34).

22. Клапан регулирования расхода по п.21, отличающийся тем, что удерживающий элемент (34), кроме того, образует контур (35), подпирающий мембрану (17), который создает монтажное пространство (36) для внешнего уплотнительного утолщения (37) мембраны (17).

23. Клапан регулирования расхода по п.21, отличающийся тем, что удерживающий элемент (34) имеет соединение (38) с силовым или геометрическим замыканием с корпусом (22) клапанной вставки.

24. Клапан регулирования расхода по п.22, отличающийся тем, что удерживающий элемент (34) имеет соединение (38) с силовым или геометрическим замыканием с корпусом (22) клапанной вставки.

25. Клапан регулирования расхода по п.19, отличающийся тем, что клапанная вставка (5) или корпус (28) клапанной вставки имеет соединительную геометрию (29) для крепления исполнительных элементов, которые действуют на элемент (7ʹ) управления шпинделя (7) клапана.

26. Клапан регулирования расхода по п.19, отличающийся тем, что седло (10) клапанной вставки (5) имеет бортик (39).

27. Клапан регулирования расхода по п.19, отличающийся тем, что в седле (10) клапанной вставки (5) под первым дроссельным элементом (9) расположен предварительно настраиваемый второй дроссельный элемент (11).

28. Клапан регулирования расхода по п.19, отличающийся тем, что седло (10) клапанной вставки (5) имеет фильтровальную сетку (30).

29. Клапан регулирования расхода по п.28, отличающийся тем, что фильтровальная сетка (30) установлена с возможностью замены.