ТРЕХХОДОВОЙ КЛАПАН Российский патент 2019 года по МПК F16K11/02 F16K17/02 F16K27/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к трехходовому клапану, и, более конкретно, к трехходовому клапану, через который сетевая вода может быть направлена в обход к теплообменнику горячей воды, когда на стороне нагревающей части возникает избыточное давление.

Предпосылки создания изобретения

В целом, трехходовой клапан может быть выполнен с обеспечением образования входа и выходов корпуса клапана в трех направлениях, изменения направления потока текучей среды от входа к выходам согласно перемещению клапанного элемента, и предусмотрения конструкции, в которой текучая среда, входящая через один вход, выборочно выпускается через два разных выхода.

Такой трехходовой клапан предусмотрен в котле, и направления открывания и закрывания трехходового клапана управляются для подачи сетевой воды, нагретой посредством главного теплообменника, либо к зоне нагрева, либо к теплообменнику горячей воды.

Во время нагрева, поскольку сетевая вода, нагретая посредством главного теплообменника, подается к зоне нагрева через трехходовой клапан, течение сетевой воды к теплообменнику горячей воды заблокировано. В этом случае, давление сетевой воды может быть чрезмерно увеличено по причине блокирования трубы у зоны нагрева.

В этом случае, для уменьшения избыточного давления сетевой воды посредством перемещения сетевой воды к теплообменнику горячей воды, в трехходовом клапане должен быть предусмотрен обходной узел для направления сетевой воды в обход к теплообменнику горячей воды.

В качестве предшествующего уровня техники, содержащего обходной узел, в опубликованном европейском патенте № 2628984 описан "Улучшенный трехходовой перепускной клапан".

В предшествующем уровне техники, предусмотрены первая возвратная пружина 40 и вторая возвратная пружина 41, и в случае возникновения избыточного давления у нагревающей части, клапанный элемент 24 сжимает вторую возвратную пружину 41, используя давление, и открывает отверстие 22 для направления сетевой воды в обход.

Клапанный элемент 24 перемещается вертикально, даже когда вторая возвратная пружина 41 выполняет функцию направления в обход, и перемещается вертикально, даже когда поршень 27 выполняет нормальную работу.

Соответственно, количество срабатываний одного клапанного элемента 24 увеличивается на количество срабатываний направления в обход по причине возникновения избыточного давления у нагревающей части, и, таким образом, увеличивается износ уплотнительного кольца 28, соединенного с клапанным элементом 24, таким образом, уменьшая износостойкость клапана.

Краткое изложение сущности изобретения

Техническая Проблема

Настоящее изобретение направлено на разработку трехходового клапана, включающего в себя клапанный элемент для подачи сетевой воды и клапанный элемент для выполнения функции направления в обход, которые работают независимо для обеспечения улучшенной износостойкости трехходового клапана.

Техническое Решение

Согласно одному аспекту настоящего изобретения разработан трехходовой клапан, включающий в себя: корпус (110) клапана, в котором как единый элемент образованы вход (111), через который вводится сетевая вода, первый выход (112), выполненный с возможностью подачи сетевой воды, вводимой через вход (111), к зоне нагрева, и второй выход (113), выполненный с возможностью подачи сетевой воды, вводимой через вход (111), к теплообменнику горячей воды; первый клапанный элемент (240), выполненный с возможностью открывания или закрывания для выборочного открывания либо первого выхода (112), либо второго выхода (113); узел (400) привода, выполненный с возможностью образования движущей силы для открывания или закрывания первого клапанного элемента (240); и второй клапанный элемент (220, 220-1), выполненный с возможностью, когда давление сетевой воды у стороны первого выхода (112) больше, чем заданное давление в состоянии, в котором первый клапанный элемент (240) открывает сторону первого выхода (112) и закрывает сторону второго выхода (113), открывания обходного отверстия (212a) для обеспечения течения сетевой воды ко второму выходу (113) и приведения в действие независимо от первого клапанного элемента (240).

Первый клапанный элемент (240) может быть соединен со штоком (310) клапана, приводимым в прямолинейное перемещение посредством узла (400) привода; первый клапанный элемент (240) может включать в себя клапан (241) на стороне нагрева, соединенный с одной стороной штока (310) клапана и выполненный с возможностью открывания или закрывания первого отверстия (216), которое сообщается с первым выходом (112), и клапан (242) на стороне горячей воды, соединенный с другой стороной штока (310) клапана и выполненный с возможностью открывания или закрывания второго отверстия (217), которое сообщается со вторым выходом (113); и шток (310) клапана и первый клапанный элемент (240) могут толкаться к узлу (400) привода посредством упругой силы первой пружины (340).

Вход (111) может быть образован у боковой части между первым отверстием (216) и вторым отверстием (217).

Элемент (210) клапанного гнезда, выполненный с возможностью герметизации пространства между первым клапанным элементом (240) и вторым клапанным элементом (220, 220-1), может быть вставлен в корпус (110) клапана; и элемент (210) клапанного гнезда может быть образован посредством одновременного формования первой части (211) клапанного гнезда, сквозь которую образовано первое отверстие (216), в элементе (210) клапанного гнезда, второй части (212) клапанного гнезда, сквозь которую образовано второе отверстие (217), в элементе (210) клапанного гнезда, и множества соединительных частей (214), соединяющих первую часть (211) клапанного гнезда и вторую часть (212) клапанного гнезда.

Обходное отверстие (212a) может проходить сквозь вторую часть (212) клапанного гнезда, и множество обходных отверстий, идентичных обходному отверстию (212a), может быть образовано по окружности второй части (212) клапанного гнезда.

Второй клапанный элемент (220, 220-1) может включать в себя тело (221), вставленное во внутреннее пространство элемента (210) клапанного гнезда; и клапан (222, 222-1), который выступает наружу от тела (221) и открывает или закрывает обходное отверстие (212a).

Корпус (120) силовой передачи для вмещения элемента (320, 330) силовой передачи, выполненный с возможностью передачи энергии узла (400) привода, может быть соединен с верхней частью корпуса (110) клапана; элемент (210) клапанного гнезда может включать в себя опору (213), находящуюся на расстоянии от второй части (212) клапанного гнезда и выполненную с возможностью поддерживания нижней концевой части корпуса (120) силовой передачи, вставленной в тело (114) корпуса (110) клапана, и множество соединительных частей (215), соединяющих опору (213) и вторую часть (212) клапанного гнезда; и клапан (222, 222-1) может перемещаться, будучи направляемым посредством соединительной части (215), в состоянии, в котором клапан (222, 222-1) расположен между смежными соединительными частями (215).

Направляющий выступ (223), выступающий наружу от наружной поверхности тела (221), может быть образован на втором клапанном элементе (220, 220-1); и направляющая канавка (215a), в которую направляющий выступ (223) вставлен и направляется, когда второй клапанный элемент (220, 220-1) перемещается, может быть образована во внутренней поверхности соединительной части (215).

Клапан (242) на стороне горячей воды первого клапанного элемента (240) может приводиться в действие в состоянии, в котором клапан (242) на стороне горячей воды расположен в теле (221) второго клапанного элемента (220, 220-1).

Сторона второго клапанного элемента (220, 220-1) напротив обходного отверстия (212a) может упруго поддерживаться посредством второй пружины (260).

Корпус (120) силовой передачи для вмещения элемента (320, 330) силовой передачи, выполненный с возможностью передачи энергии узла (400) привода, может быть соединен с верхней частью корпуса (110) клапана. Шток (310) клапана, имеющий верхний конец, соединенный с элементом (320) силовой передачи, может быть выполнен с возможностью прохождения сквозь корпус (120) силовой передачи. Второй клапанный элемент (220, 220-1) может включать в себя тело (221), вставленное во внутреннее пространство элемента (210) клапанного гнезда и имеющее кольцеобразную форму, клапан (222, 222-1), который выступает наружу от тела (221) и открывает или закрывает обходное отверстие (212a), и множество ребер (224), которые выступают наружу от наружной поверхности тела (221) и находятся на заданном расстоянии друг от друга по окружности наружной поверхности тела (221), и верхний конец и нижний конец второй пружины (260) могут поддерживаться посредством нижней поверхности корпуса (120) силовой передачи и ребра (224), соответственно.

Первая пружина (340) может упруго поддерживаться между внутренней поверхностью нижней части корпуса (120) силовой передачи и нижней боковой поверхностью элемента (320) силовой передачи; и уплотнительное кольцо (361) может быть расположено между штоком (310) клапана и сквозной частью корпуса (120) силовой передачи для поддерживания герметичности.

Элемент (210) клапанного гнезда может быть образован посредством инжекционного формования синтетической смолы. Выступ (212b) клапанного гнезда, выступающий ко второму клапанному элементу (220), может быть образован на наружной окружной поверхности обходного отверстия (212a); и второй клапанный элемент (220), выполненный с возможностью приведения в соприкосновение с выступом (212b) клапанного гнезда, может быть образован с плоской поверхностью.

Второй клапанный элемент (220) может быть образован из ацетальной смолы (полиоксометалата (POM)).

Уплотнение (280-1) может быть соединено с клапаном (222-1), и обходное отверстие (212a) может открываться или закрываться посредством уплотнения (280-1).

Преимущественные Эффекты

Согласно настоящему изобретению, поскольку первый клапанный элемент для подачи сетевой воды и второй клапанный элемент для осуществления функции направления в обход приводятся в действие независимо, предотвращается износ уплотнения, предусмотренного на первом клапанном элементе, и, таким образом, может быть улучшена износостойкость трехходового клапана.

К тому же, поскольку второй клапанный элемент (220) расположен в первом клапанном элементе, габариты трехходового клапана могут быть сведены к минимуму.

К тому же, поскольку второй клапанный элемент перемещается в вертикальном направлении, будучи направляемым посредством элемента клапанного гнезда, второй клапанный элемент может перемещаться устойчиво.

К тому же, поскольку выступ клапанного гнезда образован на элементе клапанного гнезда, в котором образовано обходное отверстие, и второй клапанный элемент приходит в соприкосновение по линии с выступом клапанного гнезда, может быть предотвращена утечка, происходящая в результате нарушения соприкосновения.

К тому же, поскольку второй клапанный элемент образован из ацетальной смолы, имеющей высокую смазывающую способность, второй клапанный элемент может быть плавно приведен в действие с элементом клапанного гнезда.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 показан вид в перспективе трехходового клапана согласно настоящему изобретению.

На Фиг. 2 показан вид в перспективе в разобранном состоянии частичной конфигурации трехходового клапана, показанного на Фиг. 1.

На Фиг. 3 показан вид в поперечном разрезе внутренней конструкции трехходового клапана, показанного на Фиг. 1.

На Фиг. 4 показан вид в перспективе второго клапанного элемента, показанного на Фиг. 2.

На Фиг. 5 показан вид в перспективе элемента клапанного гнезда, показанного на Фиг. 2.

На Фиг. 6 показан вид в поперечном разрезе рабочего состояния первого клапанного элемента в режиме нагрева.

На Фиг. 7 показан вид в поперечном разрезе рабочего состояния второго клапанного элемента в режиме нагрева.

На Фиг. 8 показан вид в поперечном разрезе клапанного элемента в рабочем состоянии в первом режиме горячей воды.

Ссылочные Позиции

110: КОРПУС КЛАПАНА

111: ВХОД

112: ПЕРВЫЙ ВЫХОД

113: ВТОРОЙ ВЫХОД

114: ТЕЛО КОРПУСА

114A: СТУПЕНЬ

120: КОРПУС СИЛОВОЙ ПЕРЕДАЧИ

121: ПЕРВЫЙ КОЖУХ

122: ВТОРОЙ КОЖУХ

123: ТРЕТИЙ КОЖУХ

124: СКВОЗНОЕ ОТВЕРСТИЕ

126: ОПОРА КОЖУХА

130: КРЫШКА

211: ПЕРВАЯ ЧАСТЬ КЛАПАННОГО ГНЕЗДА

211A: КАНАВКА ПОД УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ КОЛЬЦО

212: ВТОРАЯ ЧАСТЬ КЛАПАННОГО ГНЕЗДА

212A: ОБХОДНОЕ ОТВЕРСТИЕ

212B: ВЫСТУП КЛАПАННОГО ГНЕЗДА

213: ОПОРА

214, 215: СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

215A: НАПРАВЛЯЮЩАЯ КАНАВКА

216: ПЕРВОЕ ОТВЕРСТИЕ

217: ВТОРОЕ ОТВЕРСТИЕ

220, 220-1: ВТОРОЙ КЛАПАННЫЙ ЭЛЕМЕНТ

221A, 221B: ТЕЛО

222, 222-1: КЛАПАН

223: НАПРАВЛЯЮЩИЙ ВЫСТУП

224: РЕБРО

230, 270, 361, 362, 363: УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ КОЛЬЦО

240: ПЕРВЫЙ КЛАПАННЫЙ ЭЛЕМЕНТ

241: КЛАПАН НА СТОРОНЕ НАГРЕВА

242: КЛАПАН НА СТОРОНЕ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ

243: СОЕДИНЯЮЩАЯ КЛАПАНЫ ЧАСТЬ

244: СКВОЗНОЕ ОТВЕРСТИЕ

245: УПЛОТНЕНИЕ КЛАПАНА НА СТОРОНЕ НАГРЕВА

246: УПЛОТНЕНИЕ КЛАПАНА НА СТОРОНЕ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ

260: ВТОРАЯ ПРУЖИНА

280-1: УПЛОТНЕНИЕ

310: ШТОК КЛАПАНА

320: ВТОРОЙ КУЛАЧКОВЫЙ ЭЛЕМЕНТ

330: ПЕРВЫЙ КУЛАЧКОВЫЙ ЭЛЕМЕНТ

340: ПЕРВАЯ ПРУЖИНА

350: ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ ВАЛА

400: УЗЕЛ ПРИВОДА

Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения

Далее со ссылкой на прилагаемые чертежи подробно описаны конфигурации и операции иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения.

Как видно на Фиг. 1-3, трехходовой клапан настоящего изобретения включает в себя корпус 110 клапана, в котором вход 111, первый выход 112 и второй выход 113 образованы как единый элемент, элемент 210 клапанного гнезда, вставленный во внутреннее пространство корпуса 110 клапана и выполняющий функцию клапанного гнезда, первый клапанный элемент 240 выполненный с возможностью выборочного открывания или закрывания любого из первого выхода 112 и второго выхода 113, второй клапанный элемент 220, выполненный с возможностью работы независимо от первого клапанного элемента 240 с обеспечением направления сетевой воды в обход к теплообменнику горячей воды (не показан), когда давление сетевой воды больше, чем заданное давление в режиме нагрева, узел 400 привода, выполненный с возможностью образования движущей силы для открывания и закрывания первого клапанного элемента 240, элементы 320 и 330 силовой передачи для передачи движущей силы узла 400 привода к первому клапанному элементу 240, корпус 120 силовой передачи для вмещения элементов 320 и 330 силовой передачи, и крышку 130.

В корпусе 110 клапана, образованы как единый элемент тело 114 корпуса, образованное из синтетической смолы и имеющее цилиндрическую форму, имеющую вертикальную длину, вход 111, через который вводится сетевая вода, нагреваемая посредством главного теплообменника (не показан) котла, первый выход 112 для подачи сетевой воды, вводимой через вход 111, к зоне нагрева (не показана) для нагрева, и второй выход 113 для подачи сетевой воды, вводимой через вход 111, к теплообменнику горячей воды (не показан) для подачи горячей воды.

Элемент 210 клапанного гнезда и первый клапанный элемент 240 вставлены во внутреннее пространство тела 114 корпуса, и корпус 120 силовой передачи вставлен в верхнее отверстие тела 114 корпуса и соединен с ним.

Вход 111 образован у боковой части между первым отверстием 216 и вторым отверстием 217 элемента 210 клапанного гнезда. Вход 111 выступает от тела 114 корпуса в боковом направлении. Первый выход 112 изгибается от нижней концевой части тела 114 корпуса на 90°, выступает в боковом направлении, и образован в местоположении ниже, чем местоположение входа 111. Второй выход 113 находится в местоположении выше, чем вход 111, и выступает от тела 114 корпуса в боковом направлении.

Поскольку ступень 114a, выступающая вовнутрь от внутренней окружной поверхности тела 114 корпуса, образована в местоположении выше, чем местоположение входа 111, в случае, когда элемент 210 клапанного гнезда вставлен во внутреннее пространство тела 114 корпуса, вторая часть 212 клапанного гнезда зацеплена со ступенью 114a, и, таким образом, местоположение второй части 212 клапанного гнезда является фиксированным.

Как видно на Фиг. 5, в элементе 210 клапанного гнезда предусмотрены первая часть 211 клапанного гнезда, которая образована из синтетической смолы и имеет кольцеобразную форму, и в которой образовано первое отверстие 216, вторая часть 212 клапанного гнезда, которая имеет кольцеобразную форму, и в которой образовано второе отверстие 217, опора 213, которая поддерживает нижнюю концевую часть корпуса 120 силовой передачи, вставленную в тело 114 корпуса, множество соединительных частей 214, имеющих цилиндрическую форму и выполненную с возможностью соединения первой части 211 клапанного гнезда и второй части 212 клапанного гнезда, и множество соединительных частей 215, имеющих цилиндрическую форму и выполненных с возможностью соединения второй части 212 клапанного гнезда и опоры 213.

Канавка 211a под уплотнительное кольцо, в которую вставляется уплотнительное кольцо 230, образована в наружной окружной поверхности первой части 211 клапанного гнезда. Герметичность пространства между первой частью 211 клапанного гнезда и внутренней окружной поверхностью тела 114 корпуса поддерживается посредством уплотнительного кольца 230.

Пространства между множеством смежных соединительных частей 214 сообщаются с входом 111. Соответственно, сетевая вода, вводимая через вход 111, вводится во внутреннее пространство тела 114 корпуса через пространства между соединительными частями 214.

Множество обходных отверстий 212a, открываемых и закрываемых посредством второго клапанного элемента 220, образованы во второй части 212 клапанного гнезда. Одно обходное отверстие 212a образовано между каждой парой смежных соединительных частей 215 и проходит вертикально через вторую часть 212 клапанного гнезда. Соответственно, в случае, когда давление сетевой воды больше, чем заданное давление, сетевая вода, вводимая через вход 111, течет к теплообменнику горячей воды через обходное отверстие 212a и второй выход 113, и, таким образом, состояние избыточного давления ослабляется.

Элемент 210 клапанного гнезда образован посредством инжекционного формования синтетической смолы. Во время инжекционного формования, может происходить деформация сжатия, и, таким образом, поддерживание соприкосновения поверхностей между элементом 210 клапанного гнезда и вторым клапанным элементом 220 может быть сложным, и может происходить утечка. В настоящем изобретении, для предотвращения утечки, на окружной поверхности обходного отверстия 212a образован выступ 212b клапанного гнезда, выступающий ко второму клапанному элементу 220, и второй клапанный элемент 220, выполненный с возможностью приведения в соприкосновение с выступом 212b клапанного гнезда, образован с плоской поверхностью, и, таким образом, у соприкасающихся частей может происходить соприкосновение по линии, и утечка может быть предотвращена.

Вогнутые в вертикальном направлении направляющие канавки 215a образованы на внутренних поверхностях соединительных частей 215.

Первый клапанный элемент 240 соединен с нижним концом штока 310 клапана и осуществляет прямолинейное вертикальное перемещение посредством приведения узла 400 привода, в результате чего вход 111 сообщается с первым выходом 112 или со вторым выходом 113.

Первый клапанный элемент 240 включает в себя клапан 241 на стороне нагрева, соединенный с нижним концом штока 310 клапана и выполненный с возможностью открывания или закрывания первого отверстия 216, клапан 242 на стороне горячей воды, соединенный с штоком 310 клапана, находящийся в вертикальном направлении на расстоянии от клапана 241 на стороне нагрева и выполненный с возможностью открывания или закрывания второго отверстия 217, и соединяющую клапаны часть 243, имеющую цилиндрическую форму и выполненную с возможностью соединения клапана 241 на стороне нагрева и клапана 242 на стороне горячей воды.

Сквозное отверстие 244, проходящее через центры клапана 241 на стороне нагрева, соединяющей клапаны части 243, и клапана 242 на стороне горячей воды, образовано от их верхних частей до их нижних частей, и шток 310 клапана вставлен в сквозное отверстие 244 и соединен с ним.

Уплотнение 245 клапана на стороне нагрева соединено с наружной окружной поверхностью клапана 241 на стороне нагрева, и когда уплотнение 245 клапана на стороне нагрева приходит в соприкосновение с внутренним концом 211b нижней поверхности первой части 211 клапанного гнезда, первое отверстие 216 закрывается посредством клапана 241 на стороне нагрева.

Уплотнение 246 клапана на стороне горячей воды соединено с наружной окружной поверхностью клапана 242 на стороне горячей воды, и когда уплотнение 246 клапана на стороне горячей воды приходит в соприкосновение с внутренним концом 212c верхней поверхности второй части 212 клапанного гнезда, второе отверстие 217 закрывается посредством клапана 242 на стороне горячей воды.

Как видно на Фиг. 4, второй клапанный элемент 220 включает в себя тела 221a и 221b, вставленные во внутреннее пространство элемента 210 клапанного гнезда, и клапаны 222, выступающие наружу из тел 221a и 221b и выполненные с возможностью открывания или закрывания обходного отверстия 212a.

Тела 221a и 221b включают в себя верхнее тело 221a, имеющее кольцеобразную форму, и нижнее тело 221b, имеющее кольцеобразную форму и находящееся в направлении вниз на расстоянии от верхнего тела 221a. Верхнее тело 221a и нижнее тело 221b соединены посредством множества ребер 224, предусмотренных вдоль их окружности. Ребро 224 проходит дальше в направлении наружу, чем наружные поверхности верхнего тела 221a и нижнего тела 221b.

Направляющие выступы 223, выступающие наружу от боковых поверхностей ребер 224, образованы на некоторых из множества ребер 224. Направляющий выступ 223 образован на ребре 224, предусмотренном между каждой парой смежных клапанов 222, и выступает наружу от ребра 224. Направляющий выступ 223 вставлен в направляющую канавку 215a, образованную в соединительной части 215, и когда направляющий выступ 223 направляется посредством направляющей канавки 215a, второй клапанный элемент 220 перемещается в вертикальном направлении. Как описано выше, поскольку второй клапанный элемент 220 перемещается в вертикальном направлении в состоянии, в котором внутренняя поверхность направляющего выступа 223 находится в соприкосновении с направляющей канавкой 215a, второй клапанный элемент 220 может быт образован из ацетальной смолы (полиоксометалат (POM)), имеющей высокую смазывающую способность для предотвращения их износа.

Клапан 222 образован в форме трапеции, в которой ширина наружной стороны больше, чем ширина внутренней стороны, и, поскольку клапан 222 перемещается в вертикальном направлении, в то время как боковая поверхность клапана 222 направляется посредством пары соединительных частей 215 в состоянии, в котором клапан 222 находится между парой смежных соединительных частей 215, клапан работает устойчиво.

Как описано выше, поскольку нижняя поверхность клапана 222, выполненная с возможностью приведения в соприкосновение с выступом 212b клапанного гнезда, образована с плоской поверхностью, у соприкасающихся частей образуется соприкосновение по линии.

Поверхность верхнего конца второго клапанного элемента 220 упруго поддерживается посредством второй пружины 260. Нижний конец второй пружины 260 поддерживается посредством верхнего конца ребра 224 второго клапанного элемента 220, и верхний конец второй пружины 260 поддерживается посредством поверхности нижнего конца первого кожуха 121 корпуса 120 силовой передачи, который описан далее. Соответственно, в случае, когда давление сетевой воды является нормальным, второй клапанный элемент 220 опускается посредством второй пружины 260 для закрывания обходного отверстия 212a, и в случае, когда давление сетевой воды превышает заданное давление, второй клапанный элемент 220 поднимается для сжатия второй пружины 260. Здесь, заданное давление может быть задано равным коэффициенту жесткости пружины второй пружины 260.

Тем временем, клапан 242 на стороне горячей воды первого клапанного элемента 240 выполнен с возможностью выполнения работы в состоянии, в котором клапан 242 на стороне горячей воды расположен в теле 221 второго клапанного элемента 220. То есть, поскольку весь второй клапанный элемент 220 образован в форме цилиндра, и клапан 242 на стороне горячей воды расположен во внутреннем пространстве второго клапанного элемента 220, имеющего форму цилиндра, общий объем второго клапанного элемента 220 и первого клапанного элемента 240 может быть небольшим, и первый клапанный элемент 240 может быть установлен вблизи от второго клапанного элемента 220.

Корпус 120 силовой передачи соединен с телом 114 корпуса в состоянии, в котором корпус 120 силовой передачи вставлен в тело 114 корпуса через верхнее отверстие тела 114 корпуса.

Корпус 120 силовой передачи включает в себя первый кожух 121, образованный по существу в форме цилиндра, второй кожух 122, проходящий вверх от первого кожуха 121 и имеющий диаметр больше, чем диаметр первого кожуха 121, в результате чего образовано пространство, в котором элемент 320 силовой передачи перемещается в вертикальном направлении, и третий кожух 123, проходящий вверх от второго кожуха 122 и имеющий поперечное сечение больше, чем поперечное сечение второго кожуха 122.

Сквозное отверстие 124, через которое проходит шток 310 клапана, образовано в центре нижней концевой части первого кожуха 121. Элемент 350 для направления вала, имеющий цилиндрическую форму, вставлен во внутреннее пространство 125 первого кожуха 121, и шток 310 клапана проходит через центр элемента 350 для направления вала.

Уплотнительное кольцо 361 расположено между штоком 310 клапана и внутренней окружной поверхностью первого кожуха 121, уплотнительное кольцо 362 расположено между наружной окружной поверхностью элемента 350 для направления вала и внутренней окружной поверхностью первого кожуха 121, и уплотнительное кольцо 363 расположено между штоком 310 клапана и внутренней окружной поверхностью элемента 350 для направления вала. Соответственно, поскольку герметичность внутреннего пространства корпуса 120 силовой передачи поддерживается посредством уплотнительных колец 361, 362, и 363, первая пружина 340 не подвержена воздействию сетевой воды, и, таким образом, может быть предотвращена коррозия первой пружины 340.

На наружной окружной поверхности первого кожуха 121 образована опора 126 кожуха, выступающая вниз от первого кожуха 121 с обеспечением опоры посредством зацепления с внутренней стороной опоры 213 элемента 210 клапанного гнезда. Верхняя часть второй пружины 260 вставлена в пространство между опорой 126 кожуха и первым кожухом 121, и верхний конец второй пружины 260 поддерживается посредством нижней поверхности первого кожуха 121.

Уплотнительное кольцо 270 расположено между наружной поверхностью опоры 126 кожуха и внутренней поверхностью тела 114 корпуса для поддерживания герметичности между ними.

Первая пружина 340 предусмотрена над элементом 350 для направления вала. Верхний конец и нижний конец первой пружины 340 поддерживаются посредством нижней поверхности элемента 320 силовой передачи и верхней поверхности элемента 350 для направления вала, соответственно. Соответственно, к штоку 310 клапана и к первому клапанному элементу 240 посредством первой пружины 340 приложена упругая сила, в результате чего шток 310 клапана и первый клапанный элемент толкаются и поднимаются к узлу 400 привода. В случае, когда элемент 320 силовой передачи перемещается вниз, первая пружина 340 сжимается для перемещения штока 310 клапана вниз, и в случае, когда элемент 320 силовой передачи перемещается вверх, первая пружина 340 возвращается из сжатого состояния для перемещения штока 310 клапана вверх.

Элементы 320 и 330 силовой передачи включают в себя первый кулачковый элемент 330, приводимый во вращение посредством приведения узла 400 привода, и второй кулачковый элемент 320, выполненный с возможностью перемещения в вертикальном направлении согласно вращению первого кулачкового элемента 330 при одновременном нахождении в соприкосновении с первым кулачковым элементом 330.

Первый кулачковый элемент 330 включает в себя первое кулачковое тело 331, образованное в форме кольца, и часть 332 для соединения с валом двигателя, находящуюся в центральной части в кулачковом теле 331. Контур поверхности нижнего конца 331a первого кулачкового тела 331 имеет вершины и впадины. Вал (не показан) двигателя, который представляет собой узел 400 привода, вставлен в часть 332 для соединения с валом двигателя, причем внутренняя окружная поверхность части 332 для соединения с валом двигателя имеет зубчатую форму, и когда двигатель приводится, первый кулачковый элемент 330 вращается.

Второй кулачковый элемент 320 включает в себя второе кулачковое тело 321, образованное в форме кольца, часть 322 для соединения с валом, находящуюся у центральной части второго кулачкового тела 321, и направляющее отверстие 323 проходящее вертикально через второе кулачковое тело 321 у стороны части 322 для соединения с валом.

Контур поверхности 321a верхнего конца второго кулачкового тела 321 имеет вершины и впадины, и поверхность 321a верхнего конца находится в соприкосновении с поверхностью нижнего конца 331a первого кулачкового тела 331. Поскольку шток 310 клапана соединен с частью 322 для соединения с валом, второй кулачковый элемент 320 и шток 310 клапана перемещаются совместно в вертикальном направлении.

Направляющий стержень 127, выступающий вверх от верхнего конца первого кожуха 121, вставлен в направляющее отверстие 323 с обеспечением только вертикального перемещения второго кулачкового элемента 320 и предотвращением горизонтального вращения второго кулачкового элемента 320. Множество направляющих стержней и множество направляющих отверстий может быть образовано для направляющего стержня 127 и направляющего отверстия 323, соответственно. Соответственно, второй кулачковый элемент 320 может быть перемещен только в вертикальном направлении вдоль направляющего стержня 127 посредством приведения узла 400 привода.

Когда вершины или впадины поверхности нижнего конца 331a первого кулачкового тела 331 приходят в соприкосновение с впадинами или вершинами поверхности 321a верхнего конца второго кулачкового тела 321, второй кулачковый элемент 320 находится в положении, в котором второй кулачковый элемент 320 перемещается вверх, и когда вершины поверхности нижнего конца 331a первого кулачкового тела 331 приходят в соприкосновение с вершинами поверхности 321a верхнего конца второго кулачкового тела 321, второй кулачковый элемент 320 находится в положении, в котором второй кулачковый элемент 320 перемещается вниз.

Отверстие у верхней стороны третьего кожуха 123 выполнено с возможностью закрывания посредством крышки 130, и первый кулачковый элемент 330 и второй кулачковый элемент 320 расположены во внутреннем пространстве третьего кожуха 123.

Узел 400 привода предусмотрен над крышкой 130, и в крышке 130 образовано сквозное отверстие 131 под вал двигателя, через которое проходит вал двигателя узла 400 привода.

Далее со ссылкой на Фиг. 6-8 описана работа первого клапанного элемента 240 и второго клапанного элемента 220.

Как видно на Фиг. 6, в режиме нагрева, по мере того как вершины первого кулачкового элемента 330 приводятся в соприкосновение с вершинами второго кулачкового элемента 320 посредством приведения узла 400 привода, второй кулачковый элемент 320, шток 310 клапана, и первый клапанный элемент 240 перемещаются вниз, и первая пружина 340 сжимается. По мере того как первый клапанный элемент 240 перемещается вниз, клапан 241 на стороне нагрева и уплотнение 245 клапана на стороне нагрева удаляются от внутреннего конца 211b нижней поверхности первой части 211 клапанного гнезда, и, таким образом, первое отверстие 216 открывается. Наоборот, по мере того как клапан 242 на стороне горячей воды и уплотнение 246 клапана на стороне горячей воды перемещаются вниз для приведения в соприкосновение с внутренним концом 212c верхней поверхности второй части 212 клапанного гнезда, второе отверстие 217 закрывается. В описанном выше состоянии, сетевая вода, вводимая через вход 111, выпускается к первому выходу 112 через первое отверстие 216 и подается к зоне нагрева. В этом случае, второй клапанный элемент 220 опускается посредством второй пружины 260, и поддерживается состояние, в котором второй клапанный элемент 220 закрывает обходное отверстие 212a.

В описанном выше состоянии, когда давление сетевой воды становится больше, чем заданное давление, по причине внутренней блокировки нагревающей трубы, такой как нагревающая труба, включенная в зону нагрева, в то время как выполняется нагрев, как видно на Фиг. 8, первый клапанный элемент 240 находится в таком же состоянии, как показанное на Фиг. 6, и второй клапанный элемент 220 толкается и перемещается вверх для открывания обходного отверстия 212a, при этом сжимая вторую пружину 260 вследствие давления сетевой воды. Соответственно, сетевая вода, вводимая через вход 111, выпускается ко второму выходу 113 через обходное отверстие 212a, и состояние избыточного давления в нагревающей трубе зоны нагрева и тому подобного ослабляется. В случае, когда сетевая вода направляется в обход, как описано выше, поскольку первый клапанный элемент 240 не приводится в действие, и приводится в действие только второй клапанный элемент 220, количество срабатываний первого клапанного элемента 240 может быть уменьшено, износ уплотнения 245 клапана на стороне нагрева и уплотнения 246 клапана на стороне горячей воды может быть предотвращен, и, таким образом, износостойкость трехходового клапана может быть улучшена.

Как видно на Фиг. 7, в режиме горячей воды, по мере того как вершины или впадины первого кулачкового элемента 330 приводятся в соприкосновение с впадинами или вершинами второго кулачкового элемента 320 посредством приведения узла 400 привода, второй кулачковый элемент 320, шток 310 клапана, и первый клапанный элемент 240 перемещаются вверх посредством возвращающей силы первой пружины 340. По мере того как первый клапанный элемент 240 перемещается вверх, клапан 241 на стороне нагрева и уплотнение 245 клапана на стороне нагрева приходят в соприкосновение с внутренним концом 211b нижней поверхности первой части 211 клапанного гнезда, в результате чего первое отверстие 216 закрывается. Наоборот, по мере того как клапан 242 на стороне горячей воды и уплотнение 246 клапана на стороне горячей воды перемещаются вверх и удаляются от внутреннего конца 212c верхней поверхности второй части 212 клапанного гнезда, второе отверстие 217 открывается. В описанном выше состоянии, сетевая вода, вводимая через вход 111, выпускается ко второму выходу 113 через второе отверстие 217 и подается к теплообменнику горячей воды. В этом случае, поддерживается состояние, в котором второй клапанный элемент 220 опущен посредством второй пружины 260 для закрывания обходного отверстия 212a.

Несмотря на то, что клапан 222 второго клапанного элемента 220 показан, как описано выше, как открывающий или закрывающий обходное отверстие 212a второй части 212 клапанного гнезда, как видно на Фиг. 9, уплотнение 280-1, образованное из упругого материала, может быть соединено со вторым клапанным элементом 220-1, и обходное отверстие 212a может быть открыто и закрыто посредством уплотнения 280-1.

Уплотнение 280-1 включает в себя открывающую и закрывающую часть 281-1, имеющую площадь, достаточно широкую для обеспечения закрывания верхней стороны обходного отверстия 212a, и соединительную часть 282-1, проходящую вверх от верхней поверхности открывающей и закрывающей части 281-1 и соединенную с клапаном 222-1 второго клапанного элемента 220-1.

Поскольку соединительное отверстие образовано в клапане 222-1, соединительная часть 282-1 уплотнения 280-1 соединена с соединительным отверстием с обеспечением предотвращения отсоединения в состоянии, в котором соединительная часть 282-1 вставлена в соединительное отверстие.

Поскольку обходное отверстие 212a открывается и закрывается посредством описанного выше уплотнения 280-1, может поддерживаться герметичность.

Как описано выше, настоящее изобретение не ограничено описанными выше вариантами осуществления, и настоящее изобретение может быть изменено посредством альтернативных вариантов осуществления, выполненных специалистами в данной области техники без отхода от технической сущности настоящего изобретения, изложенной в прилагаемой формуле изобретения, и такие модификации лежат в объеме настоящего изобретения.

Изобретение относится к трехходовому клапану. Трехходовой клапан содержит корпус клапана, в котором как единый элемент образованы вход для ввода сетевой воды, первый выход, выполненный с возможностью подачи сетевой воды, вводимой через вход, к зоне нагрева. Второй выход выполнен с возможностью подачи сетевой воды, вводимой через вход к теплообменнику горячей воды. Первый клапанный элемент выполнен с возможностью открывания или закрывания для выборочного открывания либо первого выхода, либо второго выхода. Узел привода выполнен с возможностью образования движущей силы для открывания или закрывания первого клапанного элемента и второго клапанного элемента. Второй клапанный элемент выполнен с возможностью, когда давление сетевой воды у стороны первого выхода больше, чем заданное давление в состоянии, в котором первый клапанный элемент открывает сторону первого выхода и закрывает сторону второго выхода, открытие обходного отверстия для обеспечения течения сетевой воды ко второму выходу и приведения в действие независимо от первого клапанного элемента. Техническим результатом является создание клапана, в котором предотвращается износ уплотнения, предусмотренного на первом клапанном элементе, и таким образом может быть улучшена износостойкость клапана. 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Трехходовой клапан, содержащий:

корпус (110) клапана, в котором как единый элемент образованы вход (111) для ввода сетевой воды, первый выход (112), выполненный с возможностью подачи сетевой воды, вводимой через вход (111), к зоне нагрева, и второй выход (113), выполненный с возможностью подачи сетевой воды, вводимой через вход (111), к теплообменнику горячей воды;

первый клапанный элемент (240), выполненный с возможностью открывания или закрывания для выборочного открывания либо первого выхода (112), либо второго выхода (113);

узел (400) привода, выполненный с возможностью образования движущей силы для открывания или закрывания первого клапанного элемента (240); и

второй клапанный элемент (220, 220-1), выполненный с возможностью, когда давление сетевой воды у стороны первого выхода (112) больше, чем заданное давление в состоянии, в котором первый клапанный элемент (240) открывает сторону первого выхода (112) и закрывает сторону второго выхода (113), открывания обходного отверстия (212a) для обеспечения течения сетевой воды ко второму выходу (113) и приведения в действие независимо от первого клапанного элемента (240).

2. Трехходовой клапан по п. 1, в котором:

первый клапанный элемент (240) соединен со штоком (310) клапана, приводимым в прямолинейное перемещение посредством узла (400) привода;

первый клапанный элемент (240) включает в себя клапан (241) на стороне нагрева, соединенный с одной стороной штока (310) клапана и выполненный с возможностью открывания или закрывания первого отверстия (216), которое сообщается с первым выходом (112), и клапан (242) на стороне горячей воды, соединенный с другой стороной штока (310) клапана и выполненный с возможностью открывания или закрывания второго отверстия (217), которое сообщается со вторым выходом (113); и

шток (310) клапана и первый клапанный элемент (240) толкаются к узлу (400) привода посредством упругой силы первой пружины (340).

3. Трехходовой клапан по п. 2, в котором вход (111) образован у боковой части между первым отверстием (216) и вторым отверстием (217).

4. Трехходовой клапан по п. 2, в котором:

элемент (210) клапанного гнезда, выполненный с возможностью герметизации пространства между первым клапанным элементом (240) и вторым клапанным элементом (220, 220-1), вставлен в корпус (110) клапана; и

элемент (210) клапанного гнезда образован посредством одновременного формования первой части (211) клапанного гнезда, сквозь которую образовано первое отверстие (216), в элементе (210) клапанного гнезда, второй части (212) клапанного гнезда, сквозь которую образовано второе отверстие (217), в элементе (210) клапанного гнезда, и множества соединительных частей (214), соединяющих первую часть (211) клапанного гнезда и вторую часть (212) клапанного гнезда.

5. Трехходовой клапан по п. 4, в котором:

обходное отверстие (212a) проходит сквозь вторую часть (212) клапанного гнезда; и

множество обходных отверстий, идентичных обходному отверстию (212a), образовано по окружности второй части (212) клапанного гнезда.

6. Трехходовой клапан по п. 4, в котором второй клапанный элемент (220, 220-1) включает в себя:

тело (221), вставленное во внутреннее пространство элемента (210) клапанного гнезда; и

клапан (222, 222-1), который выступает наружу от тела (221) и открывает или закрывает обходное отверстие (212a).

7. Трехходовой клапан по п. 6, в котором:

корпус (120) силовой передачи для вмещения элемента (320, 330) силовой передачи, выполненный с возможностью передачи энергии узла (400) привода, соединен с верхней частью корпуса (110) клапана;

элемент (210) клапанного гнезда включает в себя опору (213), находящуюся на расстоянии от второй части (212) клапанного гнезда и выполненную с возможностью поддерживания нижней концевой части корпуса (120) силовой передачи, вставленной в тело (114) корпуса (110) клапана, и множество соединительных частей (215), соединяющих опору (213) и вторую часть (212) клапанного гнезда; и

клапан (222, 222-1) перемещается, будучи направляемым посредством соединительной части (215), в состоянии, в котором клапан (222, 222-1) расположен между смежными соединительными частями (215).

8. Трехходовой клапан по п. 7, в котором:

направляющий выступ (223), выступающий наружу от наружной поверхности тела (221), образован на втором клапанном элементе (220, 220-1); и

направляющая канавка (215a), в которую направляющий выступ (223) вставлен и направляется, когда второй клапанный элемент (220, 220-1) перемещается, образована во внутренней поверхности соединительной части (215).

9. Трехходовой клапан по п. 6, в котором клапан (242) на стороне горячей воды первого клапанного элемента (240) приводится в действие в состоянии, в котором клапан (242) на стороне горячей воды расположен в теле (221) второго клапанного элемента (220, 220-1).

10. Трехходовой клапан по п. 2, в котором сторона второго клапанного элемента (220, 220-1) напротив обходного отверстия (212a) упруго поддерживается посредством второй пружины (260).

11. Трехходовой клапан по п. 10, в котором:

корпус (120) силовой передачи для вмещения элемента (320, 330) силовой передачи, выполненный с возможностью передачи энергии узла (400) привода, соединен с верхней частью корпуса (110) клапана;

шток (310) клапана, имеющий верхний конец, соединенный с элементом (320) силовой передачи, выполнен с возможностью прохождения сквозь корпус (120) силовой передачи;

второй клапанный элемент (220, 220-1) включает в себя тело (221), вставленное во внутреннее пространство элемента (210) клапанного гнезда и имеющее кольцеобразную форму, клапан (222, 222-1), который выступает наружу от тела (221) и открывает или закрывает обходное отверстие (212a), и множество ребер (224), которые выступают наружу от наружной поверхности тела (221) и находятся на заданном расстоянии друг от друга по окружности наружной поверхности тела (221); и

верхний конец и нижний конец второй пружины (260) поддерживаются посредством нижней поверхности корпуса (120) силовой передачи и ребра (224), соответственно.

12. Трехходовой клапан по п. 11, в котором:

первая пружина (340) упруго поддерживается между внутренней поверхностью нижней части корпуса (120) силовой передачи и нижней боковой поверхностью элемента (320) силовой передачи; и

уплотнительное кольцо (361) расположено между штоком (310) клапана и сквозной частью корпуса (120) силовой передачи для поддерживания герметичности.

13. Трехходовой клапан по п. 10, в котором:

элемент (210) клапанного гнезда образован посредством инжекционного формования синтетической смолы;

выступ (212b) клапанного гнезда, выступающий ко второму клапанному элементу (220), образован на наружной окружной поверхности обходного отверстия (212a); и

второй клапанный элемент (220), выполненный с возможностью приведения в соприкосновение с выступом (212b) клапанного гнезда, образован с плоской поверхностью.

14. Трехходовой клапан по п. 8, в котором второй клапанный элемент (220) образован из ацетальной смолы (полиоксометалата (POM)).

15. Трехходовой клапан по п. 6, в котором:

уплотнение (280-1) соединено с клапаном (222-1); и

обходное отверстие (212a) открывается или закрывается посредством уплотнения (280-1).