ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ПРИВОД ДЛЯ КЛАПАНА, А ТАКЖЕ СИСТЕМА С НИМ Российский патент 2021 года по МПК F16K31/52 F24D19/10 G05D23/02 

Данное изобретение касается исполнительного привода для клапана со средством воздействия, исполнительным элементом, который перемещает средство воздействия в зависимости от регулируемых или управляющих параметров между двумя конечными положениями, и с приводимым в действие вручную переключателем, с помощью которого это средство воздействия может перемещаться по меньшей мере в одно из обоих конечных положений независимо от указанных регулируемых или управляющих параметров. Далее, данное изобретение касается системы с такими исполнительным приводом и клапаном.

Такой исполнительный привод и такая система известны из заявки EP 2 878 814 A1.

Такого рода исполнительные приводы используются, например, для контроля или регулирования системы темперирования помещений в зданиях, чтобы поддерживать внутреннюю температуру помещения в узких границах на приятном уровне, или, например, в случае холодильников поддерживать температуру, подходящую для скоропортящихся товаров. При этом указанные исполнительные приводы регулируют или контролируют расход переносящей тепло или холод текучей среды, большей частью воды, через нагревательный или охлаждающий контур (в дальнейшем для простоты называется контуром), как, например, в одном или нескольких нагревательных элементах или в панельном отоплении, например, панельном отоплении в полу или стеновом панельном отоплении, или в охлаждающем потолке. Исполнительный привод контролирует или регулирует при этом проточное поперечное сечение для текучей среды через клапан, например, обратный клапан, реже и через клапан подачи.

Показанный в EP 2 878 814 A1 исполнительный привод имеет также рычаг, с помощью которого этот исполнительный привод может включаться и выключаться вручную.

Из DE 195 13 996 A1 известен исполнительный привод, при котором положение клапанной тарелки может регулироваться посредством шибера.

Для монтажа исполнительного привода на клапан, соответственно, для его демонтажа с клапана указанный исполнительный привод должен вставляться в полностью открытое положение клапана (положение монтажа), с тем чтобы между средством воздействия исполнительного привода и штоком клапана не действовали никакие силы, или действовали лишь очень небольшие силы, которые в противном случаем могли бы помешать монтажу, а также и демонтажу.

Исходя из этого, перед данным изобретением стоит проблема, заключающаяся в том, чтобы предложить исполнительный привод и систему с таким исполнительным приводом, чтобы этот исполнительный привод простым и удобным образом мог переключаться в одно из своих конечных положений, в частности, в положение для полностью открытого клапана.

Для решения этой проблемы предлагаемый изобретением исполнительный привод характеризуется тем, что указанный переключатель представляет собой эксцентрик, который может приводиться в действие посредством ручного элемента воздействия. Предлагаемая изобретением система имеет такой исполнительный привод и клапан, который с помощью этого исполнительного привода может устанавливаться в различные положения между полностью открытым и полностью закрытым положениями, причем эта система характеризуется тем, что указанный клапан с помощью эксцентрика может устанавливаться в полностью открытое положение.

С помощью предлагаемого изобретением исполнительного привода указанный клапан может быстро и удобно устанавливаться в по меньшей мере одно из своих конечных положений, т.е. на практике в полностью открытое. Даже промежуточные положения могут устанавливаться просто и удобно, хотя на практике они едва ли потребуются.

Согласно одной модификации данного изобретения эксцентрик взаимодействует с исполнительным элементом этого исполнительного привода, т.е. не прямо со средством воздействия, действующим непосредственно на шток клапана. Это решение реализуется конструктивно просто.

Согласно еще одной модификации этот эксцентрик имеет закругленную вершину, которая в положении монтажа этого эксцентрика заскакивает в корреспондирующее углубление. Это заскакивание замечает оператор, когда он поворачивает эксцентрик в открытое положение, и тем самым получает сигнал, что эксцентрик находится в открытом положении. Указанное углубление при этом согласно одному конструктивно простому выполнению согласовано с указанным исполнительным элементом.

Далее, исполнительный элемент может иметь рампу, к которой прилегает внешний контур эксцентрика, когда этот эксцентрик находится в закрытом положении. Благодаря этому эксцентрик можно мягко и удобно поворачивать. Особенно мягко и удобно, если указанная рампа образует касательную к той зоне внешнего контура эксцентрика, которая прилегает к рампе, когда эксцентрик находится в закрытом положении.

В качестве элемента воздействия пригодно любое подходящее средство, с помощью которого эксцентрик можно поворачивать вручную. Например, это может быть колесико с рифлением. Предпочтительно, однако, применяется поворачиваемый вручную рычаг.

Эксцентрик и элемент воздействия, согласно одному конструктивно простому варианту выполнения, могут быть соединены друг с другом посредством выступающего конца вала, который в таком случае при необходимости одновременно может служить для опирания в корпусе. Особенно простым было бы соединение за одно целое.

Для предотвращения проникновения пыли и других загрязнений в корпус следует герметизировать его от выступающего конца вала. Для этого подходит закраина (бортик), которая взаимодействует с пазом. При этом указанная закраина может быть согласована с выступающим концом вала, а паз – отверстием в корпусе.

Предпочтительно два выступающих конца вала, с каждым из которых в таком случае может быть согласован один эксцентрик, предусмотрены на противоположных друг ругу сторонах. Эти выступающие концы вала в таком случае соединяются друг с другом по типу мостика посредством рычага. Это создает оптически привлекательный дизайн и обеспечивает стабильное опирание рычага, так как возможные опрокидывающие моменты на указанный рычаг могут хорошо отводиться из плоскости поворота.

Поворотное движение эксцентрика может дополнительно ограничиваться с помощью упорных средств в направлении к положению монтажа. Они препятствуют тому, что оператор повернет эксцентрик слишком далеко и за счет этого повредит корпус. Далее, может быть предусмотрено средство предварительного натяжения, которое предварительно напрягает эксцентрик в по меньшей мере одном конечном положении. Этот эксцентрик, а с ним и его элемент воздействия (рычаг) в соответствующем положении предварительно напряжены так, что он не качается или не падает совсем. Предпочтительно указанный рычаг при этом слегка прижимается к корпусу. В качестве средства предварительного натяжения пригоден носик, который взаимодействует с упругим язычком предварительного натяжения. При этом указанный носик может быть согласован с эксцентриком, а язычок предварительного натяжения - с корпусом. В случае двух эксцентриков указанными средствами предварительного натяжения могут располагать оба эксцентрика или только один из них.

Другие признаки данного изобретения и вытекающие из них преимущества подробнее разъясняются ниже на примере осуществления, проиллюстрированном на чертежах. На чертежах показано следующее.

Фиг.1 исполнительный привод с признаками данного изобретения, вид сбоку, в первом положении;

Фиг.2 исполнительный привод по Фиг.1 вид в разрезе в плоскости II-II;

Фиг.3 исполнительный привод по Фиг.1, вид сбоку, в частичном разрезе;

Фиг.4 исполнительный привод по Фиг.1, вид сбоку в другом положении;

Фиг.5 исполнительный привод в положении по Фиг.4, вид в разрезе в плоскости V-V;

Фиг.6 исполнительный привод в положении по Фиг.1, вид сбоку в частичном разрезе;

Фиг.7 фрагмент VII исполнительного привода по Фиг.5; и

Фиг.8 фрагмент VIII исполнительного привода по Фиг.6.

Предлагаемый изобретением исполнительный привод 10 служит, например, для контроля или регулирования системы темперирования помещения в зданиях, как, например, нагревательных элементов или панельного отопления, например, панельного отопления в полу или стенового панельного отопления, или охлаждающего потолка. Конкретно этот исполнительный привод 10 служит для открывания и закрывания клапана 11 для транспортирующей тепло или холод текучей среды, на практике чаще всего воды, через клапан 11. В случае панельных систем отопления под клапаном 11, как правило, понимается обратный клапан.

Исполнительный привод 10 устанавливается на клапане 11. Для этого клапан 11 в показанном примере осуществления имеет фланец 12 с наружной резьбой 13, к которому исполнительный привод 10 привинчивается посредством накидной гайки 14. Клапан 11 в свою очередь может быть встроен в распределитель 15.

Указанный исполнительный привод 10 содержит электроуправляемый исполнительный элемент 16. Этот электроуправляемый исполнительный элемент 16 содержит подвижное в аксиальном направлении (продольная ось исполнительного привода 10) средство 17 воздействия. Это средство 17 воздействия расположено внутри электроуправляемого исполнительного элемента 16 и имеет в аксиальном направлении изменяемый по длине конструктивный элемент, например, восковую втулку 18, и предварительно напряжено посредством коаксиальной, расположенной концентрично ей спиральной пружины 19. Этот изменяемый по длине конструктивный элемент может быть выполнен и как электрический мини-актуатор, или как иной подходящий исполнительный механизм. Вместо спиральной пружины 19 могут использоваться и другие средства, тоже создающие предварительное натяжение, например, пакет кольцевых пружин, упругая втулка или постоянные магниты.

Указанный исполнительный привод 10 контролирует или регулирует, насколько открыт, соответственно, закрыт клапан 11, в который он установлен, как далеко поднимается от соответствующего седла 21 клапана клапанная головка, в этом примере выполненная как клапанная тарелка 20. Для этого клапанная тарелка 20 соединена со штоком 22 клапана, который на своем конце, противоположном клапанной тарелке 20, взаимодействует со средством 17 воздействия указанного исполнительного привода 10. За счет приведения штока 22 клапана в действие в аксиальном направлении указанное средство 17 воздействия устанавливает расстояние от клапанной тарелки 20 до седла 21 клапана и, тем самым, проточное поперечное сечение клапана 11.

Для монтажа исполнительного привода 10 и его демонтажа с клапана 11 этот клапан 11 должен быть полностью открыт. Для этого предлагаемый изобретением исполнительный привод 10 имеет приводимый в действие вручную рычаг 23.

Этот рычаг 23 посредством выступающих концов 24 вала опирается в отверстиях 25 на корпус 26 исполнительного привода 10. Далее, выступающий конец 24 вала снабжен закраиной 27, которая взаимодействует с корреспондирующим пазом 28 в отверстии 25. Указанная закраина 27 и паз 28 образуют своего рода лабиринтное уплотнение, посредством которого выступающий конец 24 вала уплотнен относительно корпуса 26. Благодаря этому эффективно предотвращается, в частности, проникновение пыли в корпус 26. Альтернативно с указанным отверстием 25 может быть согласована закраина 27, а с выступающим концом 24 вала –корреспондирующий паз 28.

На своей обращенной внутрь корпуса 26 стороне по меньшей мере один из выступающих концов 24 вала, в данном случае оба выступающих конца 24 вала имеют эксцентрик 29. Этот эксцентрик взаимодействует с исполнительным элементом 16 следующим образом.

В показанном на Фиг.1-3 положении с прилегающим к корпусу 26 рычагом 23 взаимодействует лишь малый радиус внешнего контура 30 эксцентрика 29. Это положение соответствует нормальному рабочему положению исполнительного привода 10, в котором указанный исполнительный привод 10 вышеописанным образом регулирует или контролирует проточное поперечное сечение клапана 11. Указанный исполнительный элемент 16 за счет пружины 19 находится с предварительным натяжением в положении, смещенном вправо (согласно представлению на Фиг.1-3) в направлении к клапану 11. В этом положении указанная восковая втулка 18 может смещать исполнительный элемент 16 вправо от клапана 11 против силы пружины 19 в ответ на регулирующие параметры устройства управления системы отопления. При этом указанный исполнительный элемент 16 в случае необходимости отводится от внешнего контура 30 эксцентрика 29. С помощью этого исполнительного элемента 16 движется также средство 17 воздействия, активно связанное с этим исполнительным элементом 16, а следовательно, и шток 22 клапана с клапанной тарелкой 20.

Для монтажа или демонтажа рычаг 23 поворачивается в показанное на Фиг.4-6 положение, которое в рамках данного раскрытия обозначается как положение монтажа. За счет этого поворачивается и эксцентрик 29. Вследствие эксцентрично выполненного внешнего контура 30 эксцентрика 29 указанный исполнительный элемент 16 в результате тоже смещается влево (согласно изображению на Фиг.4-6) от клапана 11. Таким образом, средство 17 воздействия тоже перемещается от клапана 11. Шток 22 клапана и клапанная тарелка 20 следуют за движением средства 17 воздействия, так как они обычно посредством пружины (не показана) предварительно напряжены в этом направлении относительно клапана 11. Это положение является полностью открытым положением с наибольшим проточным поперечным сечением. В этом положении не действуют никакие силы нажима, или лишь очень небольшие силы нажима между средством 17 воздействия и штоком 22 клапана, так что указанный исполнительный привод 10 можно легко установить на клапане 11 или демонтировать его с клапана. Далее, клапан 11 в этом положении обеспечивает наибольший расход текучей среды для промывки контура, если это когда-то понадобится, например, при встраивании этого контура.

Эксцентрик 29 установлен в кармане 31 в корпусе 26. Этот карман 31 имеет первую внутреннюю стенку 32. Далее, с этим эксцентриком 29 согласован упор 34. В показанном на Фиг.1-3 положении рычага 23 упор 34 прилегает к первой внутренней стенке 32 и тем самым ограничивает поворотное движение эксцентрика 29, а с ним и поворотное движение рычага 23 в направлении к положению монтажа. Благодаря этому предотвращается риск повреждения по недосмотру корпуса 26 из-за слишком большого поворота указанного рычага 23.

В кармане 31 предусмотрен, далее, упругий язычок 35, который в данном случае расположен на стороне эксцентрика 29, противоположной первой внутренней стенке 32, но может быть расположен и в любом другом подходящем месте. Этот язычок 35 взаимодействует с носиком 36 на эксцентрике 29. Если рычаг 23 поворачивается в нормальное, показанное на Фиг.1-3 рабочее положение для исполнительного привода 10, этот язычок 35 упруго давит на фиксирующий носик 36, как можно видеть на Фиг.6. Этот эксцентрик 29, а с ним и рычаг 23 вследствие этого дополнительно предварительно напрягаются в направлении к рабочему положению, когда рычаг 23 повернут в указанное рабочее положение. Таким образом гарантируется, что рычаг 23 всегда остается под небольшим предварительным натяжением в этом положении и не дребезжит или не совершает нежелательного поворота в направлении к другому положению по Фиг.4-6, даже тогда, когда он при встроенном исполнительном приводе 10 расположен под корпусом 26 (как показано).

Указанный эксцентрик 29 и исполнительный элемент 16 выполнены особым образом, как это показано подробнее на Фиг.8. На Фиг.8 при этом показан эксцентрик 29 в положении монтажа для клапана 11.

Эксцентрик 29 имеет закругленную вершину 37, которая ограничивает внешний контур 30 эксцентрика со стороны, согласованной с положением монтажа. Исполнительный элемент 16 имеет корреспондирующее с закругленной вершиной 37 углубление 38, в которое эта закругленная вершина 37 заскакивает, как показано на Фиг.8, когда эксцентрик 29 находится в положении монтажа согласно Фиг.4-6. Это заскакивание закругленной вершины 37 в углубление 38 отслеживает оператор рычага 23 и таким образом получает сигнал о том, что эксцентрик 29, а тем самым и клапан 11 находятся в полностью открытом положении.

Над углублением 38 указанный исполнительный элемент 16 снабжен рампой 39, спускающейся наклонно от углубления 38. Эта рампа 39 находится, таким образом, если смотреть из углубления 38, в направлении к рабочему положению эксцентрика 29. Как можно видеть на Фиг.3, внешний контур 30 эксцентрика 29 прилегает к рампе 39, когда этот эксцентрик находится в полностью закрытом положении. Угол рампы 39 выбран так, что эта рампа 39 образует касательную к внешнему контуру 30 эксцентрика 29, когда этот эксцентрик 29 находится в рабочем положении. Благодаря этому эксцентрик 29 может мягко и удобно открываться (поворачиваться из рабочего положения в положение монтажа).

По отношению к описанному выше примеру возможны некоторые модификации, так было бы возможно, чтобы эксцентрик/эксцентрики 29 действовали не – как-бы косвенно – на этот исполнительный элемент 16, а на средство 17 воздействия. Также эксцентрики 29 могут воздействовать на другое подходящее место на исполнительном элементе 16.

Перечень ссылочных позиций:

10 исполнительный привод

11 клапан

12 фланец

13 наружная резьба

14 накидная гайка

15 распределитель

16 исполнительный элемент

17 средство воздействия

18 восковая втулка

19 спиральная пружина

20 клапанная тарелка

21 седло клапана

22 шток клапана

23 рычаг

24 выступающий конец вала

25 отверстие

26 корпус

27 закраина

28 паз

29 эксцентрик

30 внешний корпус

31 карман

32 внутренняя стенка

34 упор

35 язычок

36 носик

37 закругленная вершина

38 углубление

39 рампа.

Данное изобретение касается исполнительного привода (10) для клапана (11) со средством (17) воздействия, исполнительным элементом (16), перемещающим это средство (17) воздействия в зависимости от регулируемых или управляющих параметров между двумя конечными положениями, и с приводимым в действие вручную переключателем, с помощью которого это средство (17) воздействия может перемещаться в одно из обоих конечных положений независимо от регулируемых или управляющих параметров. Переключатель представляет собой эксцентрик (29), который приводится в действие посредством ручного элемента (23) воздействия. Эксцентрик имеет закругленную вершину, которая в положении монтажа этого эксцентрика заскакивает в корреспондирующее углубление. Обеспечивается простое и удобное переключение привода. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Исполнительный привод (10) для клапана (11), содержащий средство (17) воздействия, исполнительный элемент (16), обеспечивающий перемещение средства (17) воздействия в зависимости от регулируемых или управляющих параметров между двумя конечными положениями, и приводимый в действие вручную переключатель, с помощью которого средство (17) воздействия может перемещаться по меньшей мере в одно из обоих указанных конечных положений независимо от указанных регулируемых или управляющих параметров, причем переключатель представляет собой эксцентрик (29), который выполнен с возможностью приведения в действие посредством ручного элемента (23) воздействия,

отличающийся тем, что эксцентрик (29) имеет закругленную вершину (37), которая в положении монтажа этого эксцентрика (29) заскакивает в корреспондирующее углубление (38).

2. Исполнительный привод (10) по п. 1, отличающийся тем, что эксцентрик (29) взаимодействует с исполнительным элементом (16).

3. Исполнительный привод (10) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что углубление (38) согласовано с указанным исполнительным элементом (16).

4. Исполнительный привод (10) по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что исполнительный элемент (16) имеет рампу (39), к которой прилегает внешний контур (30) эксцентрика (29), когда эксцентрик (29) поворачивается из рабочего положения в положение монтажа.

5. Исполнительный привод (10) по п. 4, отличающийся тем, что рампа (39) образует касательную к прилегающей к этой рампе (39) области внешнего контура (30) эксцентрика (29), когда этот эксцентрик (29) поворачивается из рабочего положения в положение монтажа.

6. Исполнительный привод (10) по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что элемент (23) воздействия представляет собой поворачиваемый вручную рычаг.

7. Исполнительный привод (10) по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что элемент (23) воздействия и эксцентрик (29) соединены друг с другом, в частности, за одно целое посредством выступающего конца (24) вала.

8. Исполнительный привод (10) по п. 7, отличающийся тем, что элемент (23) воздействия и эксцентрик (29) посредством выступающего конца (24) вала установлены на корпусе (26).

9. Исполнительный привод (10) по п. 7 или 8, отличающийся тем, что выступающий конец (24) вала установлен на корпусе (26) с уплотнением, в частности, посредством закраины (27), взаимодействующей с пазом (28).

10. Исполнительный привод (10) по п.9, отличающийся тем, что закраина (27) согласована с выступающим концом (24) вала, а паз (28) – с отверстием (25) в корпусе (26).

11. Исполнительный привод (10) по любому из пп. 7-10, отличающийся тем, что на противоположных друг другу сторонах имеет два выступающих конца (24) вала, которые посредством рычага (23) соединены друг с другом по типу мостика.

12. Исполнительный привод (10) по п.11, отличающийся тем, что с обоими выступающими концами (24) вала согласовано по одному эксцентрику (29).

13. Исполнительный привод (10) по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что он имеет упорное средство (32, 34), ограничивающее поворотное движение эксцентрика в положении монтажа.

14. Исполнительный привод (10) по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что эксцентрик (29) с помощью средства предварительного натяжения, в частности, с помощью взаимодействующего с носиком (36) упругого язычка (35) предварительно напряжен по меньшей мере в одном конечном положении.

15. Исполнительный привод (10) по п. 14, отличающийся тем, что язычок (35) согласован с корпусом (26), а носик (36) – с эксцентриком (29).

16. Система из исполнительного привода (10) по любому из пп. 1-15 и клапана (11), который посредством исполнительного привода (10) может устанавливаться в различные положения между полностью открытым и полностью закрытым положениями, отличающаяся тем, что клапан (11) может устанавливаться в полностью открытое положение с помощью эксцентрика (29).