РЕГУЛИРУЮЩАЯ АРМАТУРА Российский патент 2018 года по МПК G05D7/01 G05D7/06 G05D16/06 F24D19/10 

Изобретение касается регулирующей арматуры для регулирования расхода и/или перепада давления в проводящих жидкость нагревательных или охлаждающих установках, состоящей из корпуса по меньшей мере с одним впускным отверстием и по меньшей мере с одним выпускным отверстием для жидкости, а также расположенным между ними присоединительным патрубком с вставленным в него регулирующим устройством, первым устройством регулирования расхода и вторым устройством регулирования расхода, причем этот присоединительный патрубок или установленные на нем детали с одной стороны имеют присоединительную геометрию для позиционного привода, воздействующего на первое устройство регулирования расхода, а с другой стороны имеют присоединительную геометрию для воздействующего на второе устройство регулирования расхода исполнительного средства, которое может приводиться вручную, причем указанное регулирующее устройство поддерживает постоянным перепад давления посредством указанного первого устройства регулирования расхода и указанного второго устройства регулирования расхода.

Регулирующая арматура такого рода известна, например, из EP 2271969B1. В этой известной регулирующей арматуре предусмотрено такое конструктивное решение, при котором в направлении течения жидкости от впускного отверстия в узле в виде картриджа сначала расположено регулирующее устройство с выполненным в виде втулки ограничителем потока, затем устройство регулирования расхода, на которое может воздействовать позиционный привод, а затем настраиваемое с помощью ручного управления устройство регулирования расхода.

При таких арматурных комбинациях даже при уже смонтированном позиционном приводе с помощью ручки, не закрытой этим позиционным приводом, можно настраивать связанное с ним устройство регулирования расхода. Это является существенным преимуществом.

Это преимущество сохраняется и в данном изобретении.

В решении согласно уровню техники весь объемный расход жидкости должен сначала пройти через регулирующее устройство, что обусловливает необходимость в проточном канале большого диаметра в выполненном в виде втулки ограничителе потока этого регулирующего устройства. Ограничитель потока в виде втулки на одном конце окружен мембраной, которая зажата в частях выполненного в виде картриджа узла. Посредством этой мембраны обеспечивается управление по давлению ограничителем потока. При таком конструктивном решении уменьшается активная площадь, которая по существу определяется диаметром мембраны и внутренним диаметром выполненного в виде втулки ограничителя потока и на которую может воздействовать давление перед блоками регулирования расхода и за ними. Эта площадь могла бы увеличиваться только в том случае, если бы значительно увеличился диаметр наружной окружности корпуса арматуры.

Эта активная площадь данной арматурной комбинации дополнительно ограничивается за счет того, что указанное регулирующее устройство интегрировано в установленный с возможностью вращения относительно корпуса рабочий шпиндель вместе с корпусом клапана и седлом клапана, что требует наличия по меньшей мере одного дополнительного конструктивного элемента между наружной окружностью мембраны и внутренней окружностью корпуса. Этот дополнительный конструктивный элемент образован практически стенкой вставки в корпусе арматуры, на которой размещены указанные компоненты управления.

Исходя из этого уровня техники в основу данного изобретения положена задача создания экономичной в изготовлении регулирующей арматуры указанного вначале рода, которая при относительно малых габаритах корпуса имеет большое проточное поперечное сечение и большую активную площадь для регулирующего устройства, за счет чего достигаются также большие управляющие усилия, воздействующие на это регулирующее устройство.

Для решения этой задачи согласно изобретению предлагается, чтобы в направлении течения проходящей жидкости за впускным отверстием следовало первое устройство регулирования расхода, за ним следовало второе устройство регулирования расхода, за которым предусмотрено регулирующее устройство, а за ним - выпускное отверстие, причем шпиндель, установленный в присоединительном патрубке с возможностью продольного перемещения, содержит выступающую из присоединительного патрубка исполнительную часть и по меньшей мере один закрепленный на этом шпинделе дросселирующий элемент, являющийся компонентом первого устройства регулирования расхода, и причем этот шпиндель проходит в осевом направлении как через регулирующее устройство, так и через второе устройство регулирования расхода.

По сравнению с уровнем техники изменена последовательность расположения регулирующего устройства и устройств регулирования расхода, так что согласно изобретению в направлении течения через регулирующую арматуру жидкость проходит сначала сквозь впускное отверстие, затем через первое устройство регулирования расхода, затем через второе устройство регулирования расхода, потом через регулирующее устройство, а затем через выпускное отверстие. В комбинации с тем, что аксиальный шпиндель, установленный в присоединительном патрубке арматуры, содержит выступающую из корпуса, воздействующую на первое устройство регулирования расхода исполнительную часть и по меньшей мере один закрепленный на шпинделе дросселирующий элемент, действующий как компонент первого устройства регулирования расхода, и этот шпиндель аксиально проходит как через регулирующее устройство, так и через второе устройство регулирования расхода, обеспечиваются существенные преимущества. Поскольку диаметр шпинделя относительно мал и может быть выбран небольшим, то может быть обеспечено как большое проточное поперечное сечение, так и большая активная площадь относительно регулирующего устройства, так что могут быть также реализованы большие управляющие усилия, воздействующие на регулирующее устройство, без необходимости увеличения корпуса. Наоборот, корпус может быть стройно выполненным, и несмотря на это достигается улучшенное функционирование регулирующего устройства.

Одна предпочтительная модификация заключается в том, что второе устройство регулирования расхода выполнено из расположенной в корпусе или в присоединительном патрубке первой шайбы по меньшей мере с одним первым проточным отверстием и прилегающей к ней, установленной с возможностью вращения относительно нее второй шайбы, которая имеет по меньшей мере одно второе проточное отверстие, причем эти проточные отверстия, перекрываясь друг с другом, образуют регулируемое проходное отверстие для потока.

Благодаря такому выполнению второго устройства регулирования расхода на проточное поперечное сечение не оказывается негативное воздействие корпусом, причем к тому же за счет такой конструкции устройства регулирования расхода обеспечивается конструкция с малыми габаритами.

Это обусловлено, в частности, шайбообразным выполнением элементов, снабженных проточными отверстиями.

Предпочтительно при этом предусмотреть, чтобы вторая шайба была без возможности проворачивания связана с установленным в корпусе или в присоединительном патрубке с возможностью вращения поворотным поводком, который вместе с расположенной снаружи на корпусе ручкой образует приводимое вручную исполнительное средство в действие для настройки второго устройства регулирования расхода.

Такое выполнение обеспечивает при функциональной конструкции хорошо доступную и просто реализуемую возможность настройки.

Кроме того, предпочтительно предусмотреть, чтобы шпиндель был установлен в корпусе с возможностью вращения и перемещения в продольном направлении, причем этот шпиндель будет проходить с уплотнением через регулирующее устройство и продольно подвижно направляться в нем; шпиндель будет проходить также через второе устройство регулирования расхода с зазором на движение, а в упомянутом исполнительном средстве он направляется с возможностью продольного перемещения и/или удерживается с уплотнением.

Это тоже способствует созданию узкой (стройной) конструкции регулирующей арматуры.

В частности, предпочтительно предусмотреть, чтобы регулирующее устройство содержало установленное на шпинделе с аксиальной подвижностью дроссельное тело и закрепленное со стороны корпуса седло для него, причем это дроссельное тело должно быть ограниченно подвижным в направлении к седлу и от него, и тем самым будет возможно изменение проточного канала через регулирующее устройство в его поперечном сечении.

Кроме того, предпочтительно предусмотреть при этом, чтобы дроссельное тело было соединено с мембраной, буртик которой, проходящий вокруг снаружи, прилегает к внутренней стенке корпуса или присоединительного патрубка герметично для жидкости, и/или удерживается герметично.

Также предпочтительно, чтобы дроссельное тело регулирующего устройства имело уплотнение, которое герметично прилегает к боковой стенке или шпинделю.

Тем самым реализуются большие управляющие усилия, которые воздействуют на регулирующее устройство в рабочем режиме регулирующей арматуры, поскольку наружный диаметр внешнего буртика мембраны выполнен таким, чтобы он максимально соответствовал внутреннему диаметру корпуса или присоединительного патрубка и в предпочтительном варианте выполнения герметично прилегал к нему, причем дополнительно внутренний диаметр дроссельного тела регулирующего устройства должен максимально соответствовать наружному диаметру шпинделя и предпочтительно с уплотнением прилегать к нему. В итоге за счет этого гарантируется, что регулирующее устройство имеет большую активную площадь, на верхнюю, соответственно, нижнюю сторону которой может действовать давление протекающей среды в направлении потока перед первым устройством регулирования расхода, соответственно, давление за вторым устройством регулирования, так что могут генерироваться высокие управляющие усилия.

Для этого необходимо также, чтобы седло регулирующего устройства и первая шайба, взаимодействующая со второй, поворотной шайбой, были выполнены как одно целое.

Особенно предпочтительно к тому же, чтобы возникающее между впускным отверстием и первым блоком регулирования расхода давление жидкости, текущей через регулирующую арматуру, направлялось через образованный в корпусе и/или в присоединительном патрубке первый напорный канал на одну сторону регулирующего устройства или мембраны этого регулирующего устройства, а давление, возникающее между вторым блоком регулирования расхода и регулирующим устройством, направлялось на другую сторону регулирующего устройства или на мембрану этого регулирующего устройства через второй напорный канал, причем второй напорный канал выполнен в дроссельном теле регулирующего устройства, расположенном между вторым блоком регулирования расхода и мембраной.

Пример осуществления предлагаемой изобретением регулирующей арматуры представлен на чертежах и более подробно пояснен в дальнейшем описании.

На чертежах показано следующее:

Фиг.1 предлагаемая изобретением регулирующая арматура в собранном состоянии, вид в продольном разрезе;

Фиг.2 компоненты второго устройства регулирования расхода в подетальном представлении, вид под углом.

На чертежах показана регулирующая арматура 1 для регулирования расхода и перепада давления в проводящих жидкость нагревательных или охлаждающих установках. Регулирующая арматура 1 по существу состоит из корпуса 2 с одним впускным отверстием 3 и одним выпускным отверстием 4 для текущей через нее среды, а также с расположенным между ними присоединительным патрубком 5. В присоединительном патрубке 5 установлены регулирующее устройство 9, первое устройство 10 регулирования расхода и второе устройство 11 регулирования расхода. Присоединительный патрубок 5 или установленные на нем части имеют присоединительную геометрию 6 для позиционного привода, воздействующего на первое устройство 10 регулирования расхода. В данном примере осуществления на соответствующий конец присоединительного патрубка 5 насажен защитный колпачок, который снимается перед пуском в эксплуатацию, а вместо него закрепляется позиционный привод. С другой стороны присоединительный патрубок 5 имеет присоединительную геометрию 7 для приводимого вручную исполнительного средства 8, которое воздействует на второе устройство 11 регулирования расхода. Известным специалисту образом регулирующее устройство 9 поддерживает постоянным перепад давления посредством первого устройства 10 регулирования расхода и второго устройства 11 регулирования расхода.

Согласно изобретению в показанной регулирующей арматуре в направлении течения жидкости вслед за впускным отверстием 3 расположено первое устройство 10 регулирования расхода, за ним следует второе устройство 11 регулирования расхода, а за ним, в свою очередь, установлено регулирующее устройство 9, к которому в конце примыкает выпускное отверстие 4.

В присоединительном патрубке 5 предусмотрен установленный с возможностью продольного перемещения шпиндель 12, который содержит выступающую из присоединительного патрубка 5 (на чертеже вверху) исполнительную часть 13, на которую может быть насажен позиционный привод или подобное устройство для того, чтобы переводить шпиндель в различные положения. На шпинделе 12 закреплен дросселирующий элемент 14, являющийся компонентом первого устройства 10 регулирования расхода и взаимодействующий с неподвижным относительно корпуса седлом клапана, так что соответствующее проточное отверстие или проточный зазор могут делаться меньшими или бóльшими.

Шпиндель 12 проходит как через регулирующее устройство 9, так и через второе устройство 11 регулирования расхода.

Предпочтительно шпиндель 12 установлен и ориентирован коаксиально присоединительному патрубку 5.

Второе устройство 11 регулирования расхода образовано посредством установленной в корпусе 2 или в присоединительном патрубке 5 первой шайбы 16 по меньшей мере с одним первым проточным отверстием 18, а также прилегающей к ней (на Фиг. 1 она прилегает снизу) и подвижной относительно нее второй шайбы 15, которая снабжена вторым проточным отверстием 17. Эти проточные отверстия 17, 18, перекрываясь друг с другом, могут регулироваться и тем самым образовывать различные проходные отверстия для потока.

Этот вариант выполнения показан, в частности, на Фиг.2. За счет этого может быть получена особенно плоская конструкция.

Вторая шайба 15 без возможности проворачивания соединена с поворотным поводком 26, установленным с возможностью вращения в корпусе 2 или в присоединительном патрубке 5. Вместе с расположенной снаружи на корпусе 2 ручкой этот поворотный поводок 26 образует приводимое вручную исполнительное средство 8 для настройки второго устройства 11 регулирования расхода, что, в частности, видно на Фиг.1.

Шпиндель 12 установлен в корпусе 2 с возможностью вращения и перемещения в продольном направлении, причем этот шпиндель 12 с уплотнением проходит через регулирующее устройство 9 и установлен в нем с возможностью продольного перемещения. Шпиндель 12 точно также проходит и через второе устройство 11 регулирования расхода, однако, с зазором на движение. И наконец, нижний конец шпинделя направляется в исполнительном средстве 8 с возможностью продольного перемещения и/или удерживается герметично, что также хорошо видно на Фиг.1.

Регулирующее устройство 9 по существу состоит из установленного на шпинделе 12 с возможностью аксиального движения дроссельного тела 20 и удерживаемого со стороны корпуса седла 21 для этого дроссельного тела 20, причем дроссельное тело 20 ограниченно подвижено в направлении к седлу 21 и от него, за счет чего проточный канал через регулирующее устройство 9 может изменяться в своем поперечном сечении.

Дроссельное тело 20 связано с мембраной 22, внешний окружной буртик 25 которой прилегает к внутренней стенке корпуса 2 или присоединительного патрубка 5 герметично для жидкости или удерживается герметично. Дополнительно дроссельное тело 20 регулирующего устройства 9 имеет уплотнение 24, которое герметично прилегает к боковой стенке шпинделя 12.

Предпочтительно седло 21 регулирующего устройства 9 и шайба 16, взаимодействующая с вращающейся второй шайбой 15, выполнены как одно целое, что показано на Фиг.2.

В регулирующей арматуре 1 возникающее между впускным отверстием 3 и первым блоком 10 регулирования расхода давление через образованный в корпусе 2 первый напорный канал 19 направляется на одну сторону мембраны 22, а возникающее между вторым блоком 11 регулирования расхода и регулирующим устройством 9 давление через образованный в дроссельном теле 20 второй напорный канал 23 направляется на другую сторону мембраны 22, так что эта мембрана соответственно подвергается воздействию давления и вызывает перемещение дроссельного тела 20, чтобы при перепадах давления оказывать соответствующее влияние на проточный зазор между дроссельным телом 20 и седлом 21.

Данное изобретение не ограничивается приведенным примером осуществления, но в рамках данного раскрытия возможны многообразные его вариации.

Все раскрытые в описании и/или на чертежах отдельные признаки и комбинации признаков следует рассматривать как существенные для изобретения.

Перечень ссылочных позиций

1 регулирующая арматура

2 корпус

3 впускное отверстие

4 выпускное отверстие

5 присоединительный патрубок

6 присоединительная геометрия (для позиционного привода)

7 присоединительная геометрия (для ручного управления 8)

8 ручное управление (исполнительное средство)

9 регулирующее устройство

10 первое устройство регулирования расхода

11 второе устройство регулирования расхода

12 шпиндель

13 исполнительная часть (для 10)

14 дросселирующий элемент

15 вторая шайба

16 первая шайба 11

17 второе проточное отверстие в 15

18 первое проточное отверстие в 16

19 первый напорный канал

20 дроссельное тело 9

21 седло 9

22 мембрана

23 второй напорный канал

24 уплотнение на 20

25 внешний буртик мембраны

26 поворотный поводок

Регулирующая арматура (1) для регулирования расхода и перепада давления в проводящих жидкость нагревательных или охлаждающих установках состоит из корпуса (2) с впускным отверстием (3) и выпускным отверстием (4), а также установленным между ними присоединительным патрубком (5) с вставленным в него регулирующим устройством (9), первым устройством (10) регулирования расхода и вторым устройством (11) регулирования расхода, причем в направлении течения проходящей жидкости за впускным отверстием (3) следует первое устройство (10) регулирования расхода, за ним установлено второе устройство (11) регулирования расхода, вслед за ним идет регулирующее устройство (9), а за ним предусмотрено выпускное отверстие (4), причем установленный в присоединительном патрубке (5) шпиндель (12) содержит исполнительную часть (13) и дросселирующий элемент (14), который является компонентом первого устройства (10) регулирования расхода, и этот шпиндель (12) в аксиальном направлении проходит как через регулирующее устройство (9), так и через второе устройство (11) регулирования расхода. Регулирующая арматура при относительно малых габаритах корпуса имеет большое проточное поперечное сечение и большую активную площадь для регулирующего устройства. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Регулирующая арматура (1) для регулирования расхода и/или перепада давления в проводящих жидкость нагревательных или охлаждающих установках, состоящая из корпуса (2) по меньшей мере с одним впускным отверстием (3) и по меньшей мере с одним выпускным отверстием (4) для жидкости, а также расположенным между ними присоединительным патрубком (5) с вставленным в него регулирующим устройством (9), первым устройством (10) регулирования расхода и вторым устройством (11) регулирования расхода, причем присоединительный патрубок (5) или установленные на нем части с одной стороны имеют присоединительную геометрию (6) для позиционного привода, воздействующего на первое устройство (10) регулирования расхода, а с другой стороны – присоединительную геометрию (7) для приводимого вручную исполнительного средства (8), воздействующего на второе устройство (11) регулирования расхода, причем регулирующее устройство (9) поддерживает постоянным перепад давления посредством первого устройства (10) регулирования расхода и второго устройства (11) регулирования расхода, отличающаяся тем, что в направлении течения проходящей жидкости за впускным отверстием (3) установлено первое устройство (10) регулирования расхода, вслед за ним идет второе устройство (11) регулирования расхода, за которым следует регулирующее устройство (9), а за ним предусмотрено выпускное отверстие (4), причем установленный в присоединительном патрубке (5) с возможностью продольного перемещения шпиндель (12) содержит выступающую из присоединительного патрубка (5) исполнительную часть (13) и по меньшей мере один закрепленный на этом шпинделе (12) дросселирующий элемент (14), являющийся компонентом первого устройства (10) регулирования расхода, причем шпиндель (12) в аксиальном направлении проходит как через регулирующее устройство (9), так и через второе устройство (11) регулирования расхода.

2. Регулирующая арматура по п.1, отличающаяся тем, что второе устройство (11) регулирования расхода образовано установленной в корпусе (2) или в присоединительном патрубке (5) первой шайбой (16) по меньшей мере с одним первым проточным отверстием (18) и прилегающей к ней и поворотной относительно нее второй шайбой (15), снабженной по меньшей мере одним вторым проточным отверстием (17), причем указанные проточные отверстия (17, 18), перекрываясь друг с другом, образуют регулируемое проходное отверстие для потока.

3. Регулирующая арматура по п.2, отличающаяся тем, что вторая шайба (15) без возможности проворачивания связана с установленным в корпусе (2) или в присоединительном патрубке (5) с возможностью вращения поворотным поводком (26), который вместе с расположенной снаружи на корпусе ручкой образует приводимое вручную исполнительное средство (8) для настройки второго устройства (11) регулирования расхода.

4. Регулирующая арматура по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что шпиндель (12) установлен в корпусе (2) с возможностью вращения и перемещения в продольном направлении, причем шпиндель (12) с уплотнением проходит через регулирующее устройство (9) и продольно подвижно направляется в нем, а также проходит через второе устройство (11) регулирования расхода с зазором на движение и в исполнительном средстве (8) продольно подвижно направляется и/или герметично удерживается.

5. Регулирующая арматура по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что регулирующее устройство (9) состоит из установленного на шпинделе (12) с возможностью движения в осевом направлении дроссельного тела (20) и удерживаемого со стороны корпуса седла (21) для него, причем дроссельное тело (20) является ограничено подвижным в направлении к седлу (21) и от него, и проточный канал через регулирующее устройство (9) является изменяемым в поперечном сечении.

6. Регулирующая арматура по п.5, отличающаяся тем, что дроссельное тело (20) связано с мембраной (22), внешний окружной буртик (25) которой прилегает к внутренней стенке корпуса (2) или присоединительного патрубка (5) герметично для жидкости и/или герметично удерживается.

7. Регулирующая арматура по п.5 или 6, отличающаяся тем, что дроссельное тело (20) регулирующего устройства (9) имеет уплотнение (24), которое герметично прилегает к боковой стенке или шпинделю (12).

8. Регулирующая арматура по любому из пп.5-7, отличающаяся тем, что седло (21) регулирующего устройства (9) и первая шайба (16), взаимодействующая с поворотной второй шайбой (15), выполнены как одно целое.

9. Регулирующая арматура по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что возникающее между впускным отверстием (3) и первым блоком (10) регулирования расхода давление протекающей через регулирующую арматуру (1) жидкости через образованный в корпусе (2) и/или присоединительном патрубке (5) первый напорный канал (19) направлено на одну сторону регулирующего устройства (9) или мембраны (22) этого регулирующего устройства (9), а давление, возникающее между вторым блоком (11) регулирования расхода и регулирующим устройством (9), направлено на другую сторону регулирующего устройства (9) или мембраны (22) этого регулирующего устройства (9) через второй напорный канал (23), причем второй напорный канал (23) образован в дроссельном теле (20) регулирующего устройства (9), расположенном между вторым блоком (11) регулирования расхода и мембраной (22).