Узел соединения системы низкотемпературного отопления Российский патент 2024 года по МПК F16L21/00 F16L25/00 

Заявляемое изобретение относится к узлам соединения элементов системы отопления и предназначено для компоновки насосно-смесительных узлов циркуляции теплоносителя в коллекторных системах, а именно в системах «тёплый пол».

Насосно-смесительный узел теплого пола является важнейшей составляющей системы. Он не только обеспечивает циркуляцию теплоносителя через контуры и поддерживает в них необходимую температуру теплоносителя, но и обеспечивает интеграцию теплоснабжающих трубопроводов с коллекторами, через которые теплоноситель распределяется по контурам тёплого пола, собирается обратно коллекторы и возвращается в насосно-смесительный узел.

Коллекторы располагаются в коллекторных группах один над другим, при этом нижний коллектор располагается на некотором расстоянии от стены, обеспечивая возможность прохода за ним труб, идущих от верхнего коллектора в пол. Особенностями устройства насосно-смесительных узлов, является необходимость обеспечения горизонтального положения вала циркуляционного насоса, обусловленного конструкцией циркуляционных насосов с мокрым ротором. Смещение оси присоединения циркуляционного насоса относительно осей корпусов насосно-смесительного узла обеспечивает горизонтальное положение вала циркуляционного насоса не зависимо от поворота насоса относительно оси его присоединения.

Насосно-смесительный узел является объединяющим между теплогенерирующей установкой или теплоснабжающей магистралью с коллекторной группой, обеспечивающей одновременно гидравлическую развязку между ними. Теплоснабжающие магистрали и коллекторная группа могут располагаться слева или справа относительно друг друга. Для компоновки систем низкотемпературного отопления необходим ассортимент насосно-смесительных узлов.

Известен насосно-смесительный узел (далее НСУ) для тёплого пола артикул VR-240, технический паспорт изделия размещён в сети интернет по адресу:

https://vieir.ru/wp-content/uploads/2023/07/VR240.pdf?ysclid=lmuisw4z91566770861

Видео обзор изделия размещён в сети интернет по адресу:

https://ya.ru/video/preview/.

Изделие VR-240 выполнено на базе двух разных узлов соединения, содержащих трубу, имеющую на концах наружную резьбу. Перпендикулярно трубе имеется патрубок, на конце которого выполнен фланец с возможностью надевания накидной гайки, обеспечивающей присоединение циркуляционного насоса. Ось фланца перпендикулярна и пересекается с осью упомянутой трубы. Полость патрубка объединена с полостью трубы. В трубе верхнего узла соединения НСУ имеется термостатический клапан и балансировочный клапан вторичного контура, оси которых располагаются в одной плоскости с осью упомянутого патрубка. В трубе нижнего узла соединения НСУ, в нижней части имеются резьбовые патрубки: для установки защитной гильзы для датчика температуры, для установки дренажного крана, для установки термометра, для подключения обводной трубки байпаса. Узел может быть установлен как слева, так и справа от обслуживаемого коллекторного блока. При этом горизонтальное смещение присоединительных патрубков к коллекторному блоку обеспечивается за счет наклона узла на 9° от вертикальной оси.

Недостатком данной конструкции НСУ является отсутствие возможности установки насоса в любом положении относительно оси его крепления, обеспечивая горизонтальное расположение оси вращения насоса, что является необходимым условием для надёжной работы насоса, при условии штатной установки коллекторной группы. На данном НСУ возможна установка циркуляционного насоса с соблюдением горизонтального расположения оси вращения ротора насоса только при повороте циркуляционного насоса, расположив ось насоса вдоль осей присоединения НСУ к коллекторному блоку. Однако, в данном случае затруднён доступ к пробке для удаления воздуха из насоса.

Известен регулирующий узел с фиксированной настройкой TE-SA Арт. 249KVD, описание которого размещено в интернет сети по адресам:

https://te-sa.com/wp-content/uploads/2021/01/249KVD_RU.pdf?lang=ru

https://www.thermsaver.co.uk/wp-content/uploads/2015/07/Combined-Pump-Mixer-249KVD.pdf

НСУ с фиксированной настройкой TE-SA выполнен на базе двух разных узлов соединения: узла подачи и узла подмеса. Наиболее близким по технической сущности является верхний узел соединения, являющийся подающим в НСУ, который принят в качестве прототипа.

Для пояснения сущности прототипа на Фиг.1 - общий вид узла соединения, принятого за прототип. На Фиг.2 - сечение А-А Фиг.1. Узел соединения содержит трубу, имеющую на одном конце внутреннюю резьбу, а на другом - наружную резьбу, которые выполнены соосно. На корпусе, перпендикулярно трубе выполнен двухсторонний патрубок, на одном конце которого выполнен фланец Meibes, позволяющий надеть на него накидную гайку для монтажа циркуляционного насоса, а на другом конце двухстороннего патрубка имеется внутренняя резьба. Ось патрубка, фланца и внутренней резьбы двухстороннего патрубка оси упомянутой трубы и расположена со смещением от нее. Полость патрубка объединена с полостью трубы.

Недостатком данной конструкции узла соединения, использованного в НСУ, является отсутствие возможности компоновки насосно-смесительного узла, подключаемого к левой или правой стороне коллекторной группы. Для присоединения насосно-смесительного узла к правой стороне коллекторной группы необходимо изготовить корпус насосно-смесительного узла с зеркальным расположением патрубка с фланцем, относительно предполагаемой плоскости, проходящей через ось трубы корпуса.

Наличие ассортимента корпусов для компоновки насосно-смесительных узлов подключения к коллекторным группам и теплоснабжающим магистралям повлечёт уменьшение партий изготавливаемых деталей и увеличение затрат на их изготовление. Правильная компоновка влияет на компактность размещения узлов управления, а также на функциональность и надёжность всей системы отопления.

Техническая проблема заключается в том, что для компоновки НСУ системы низкотемпературного отопления, при подключении коллекторной группы с правой стороны или с левой стороны необходимо использовать два одинаковых узла соединения, но для одного или другого варианта они должны быть выполнены с противоположным расположением фланца, удерживающего накидную гайку, для соединения с циркуляционным насосом.

Целью заявляемого изобретения, является создание узла соединения системы низкотемпературного отопления, позволяющего на базе двух одинаковых узлов соединения компоновать НСУ для интеграции с коллекторной группой, расположенной с левой или с правой стороны от него, одновременно обеспечивая горизонтальное положение оси вращения циркуляционного насоса, при любом повороте насоса вокруг оси присоединения насоса.

Технический результат от использования изобретения выражается в возможности сборки НСУ левого и правого подключения используя два одинаковых узла соединения.

Технический результат получен за счет того, узел соединения системы низкотемпературного отопления, содержащий трубу, имеющую на одном конце внутреннюю резьбу, а на другом - наружную резьбу, которые выполнены соосно оси трубы, перпендикулярно которой со смещением от оси трубы имеется двухсторонний патрубок, полость которого объединена с полостью трубы, причём в одном конце патрубка выполнена внутренняя резьба, а на противоположном конце выполнен элемент крепления удерживающий свободно вращающуюся накидную гайку для соединения с циркуляционным насосом, удерживаемая фланцем, размещённым на двухстороннем патрубке, согласно изобретения, в противоположном конце двухстороннего патрубка выполнена внутренняя резьба, причём внутренние резьбы двухстороннего патрубка равноудалены от оси трубы, при этом фланец выполнен с наружной резьбой, которая сопрягаема с любой резьбой двухстороннего патрубка.

На Фиг.1 - общий вид узла соединения, принятого за прототип.

На Фиг.2 - сечение А-А Фиг.1

На Фиг.3 - общий вид корпуса узла соединения.

На Фиг.4 - сечение корпуса узла соединения вдоль оси Х, перпендикулярно оси двухстороннего патрубка.

На фиг.5 - сечение B-B Фиг.4.

На Фиг.6 - фланец с наружной резьбой.

На Фиг.7 - фланец с наружной резьбой вид снизу.

На Фиг.8 - общий вид узла соединения для компоновки НСУ интегрируемого с коллекторной группой, расположенной с правой стороны.

На Фиг.9 -сечение C-C Фиг.8.

На Фиг.10 изображён общий вид узла соединения для компоновки НСУ интегрируемого с коллекторной группой, расположенной с левой стороны.

На Фиг.11 -сечение D-D Фиг.10.

На Фиг.12 - общий вид насосно-смесительного узла с коллекторной группой, располагаемой справа.

На Фиг.13 - сечение E-E Фиг.11, коллекторная группа на чертеже не отражена.

На Фиг.14 - общий вид насосно-смесительного узла с коллекторной группой, располагаемой слева.

На приведенных фигурах нижеперечисленными номерами и символами обозначены следующие позиции:

1 - Труба.

2 - Внутренняя резьба трубы.

3 - Наружная резьба трубы.

4 - Двухсторонний патрубок.

5 - Цилиндрическая полость.

6 - Упорный выступ.

7 - Резьба патрубка.

8 - Фланец.

9 - Углубление под ключ.

10 - Резьба фланца.

11 - Верхний узел соединения.

12 - Нижний узел соединения.

13 - Циркуляционный насос.

14 - Фланец с наружной резьбой.

15 - Накидная гайка циркуляционного насоса.

16 - Регулирующий клапан.

17 - Запорный клапан.

18 - Защитная гильза.

19 - Термостатическая головка с выносным термодатчиком.

20 - Капиллярная трубка.

21 - Выносной термодатчик.

22 - Обратный клапан.

23 - Дренажный клапан.

24 - Уплотнительная прокладка.

25 - Полусгон с накидной гайкой.

26 - Коллекторная группа.

Х - Ось трубы.

Y - Ось двухстороннего патрубка

S - Смещение.

Т1 - Направление потока теплоносителя из высокотемпературной магистрали.

Т2 - Направление потока теплоносителя в высокотемпературную магистраль.

Т3 - Направление потока теплоносителя в низкотемпературную магистраль.

Т4 - Направление потока теплоносителя из низкотемпературной магистрали.

Для пояснения сущности изобретения на Фиг.3-7 приведены изображение корпуса узла соединения системы низкотемпературного отопления и резьбового фланца.

Описание конструкции узла соединения системы низкотемпературного отопления (см. Фиг.8-11). Узел соединения системы низкотемпературного отопления содержит трубу 1, имеющую на одном конце внутреннюю резьбу 2, а на другом - наружную резьбу 3, которые выполнены соосно оси Х трубы. Перпендикулярно оси трубы со смещением S от упомянутой оси выполнен двухсторонний патрубок 4, полость которого объединена с полостью трубы. В трубе со стороны наружной резьбы 3 образована цилиндрическая полость 5, оканчивающийся упорным выступом 6, предназначенная для установки встраиваемого обратного клапана. В концах двухстороннего патрубка 4 выполнены одинаковые внутренние резьбы 7, которые равноудалены от оси трубы.

Для компоновки НСУ использован циркуляционный насос 14 с мокрым ротором в комплекте с двумя накидными гайками 16 и двумя уплотнительными прокладками 24.

Фланец 14 с наружной резьбой 10 (см. Фиг.6 и Фиг. 7) выполнен из металла. Наружный диаметр фланца 8 выполнен меньше внутреннего диаметра накидной гайки 15, но более диаметра сквозного отверстия в накидной гайке циркуляционного насоса. В торце фланца выполнено шестигранное углубление 9, с гранями под имбусовый ключ. Наружная резьба 10 фланца 14 сопрягаема с любой резьбой 7 двухстороннего патрубка.

Выполнение двухстороннего патрубка с двумя одинаковыми, равноудалёнными от оси трубы, с внутренними резьбами, расположенными в концах, в совокупности с фланцем с наружной резьбой позволяет использовать для компоновки НСУ циркуляционные насосы разных размеров резьбовых соединений. Для этого используются накидные гайки 15 и фланцы 14 с наружной резьбой соответствующего диаметра d фланца 8.

Для пояснения реализации изобретения на Фиг. 12-14 приведены чертежи НСУ, собранных на базе двух одинаковых узлов соединения.

Для сборки НСУ, интегрируемого с коллекторной группой 26, располагаемой справа (см.Фиг.12 и Фиг.13) использовано два одинаковых узла соединения (см. Фиг. 8 и Фиг.9), а для сборки НСУ, интегрируемого с коллекторной группой 26, располагаемой слева (см. Фиг. 14) использованы два одинаковых узла соединения (см.Фиг.10 и Фиг.11), собранных на базе одинаковых корпусов (см. Фиг. 3 - 5).

Частный случай сборки НСУ.

Оба узла соединения расположены горизонтально, один над другим. Оси Х расположены параллельно друг друга, причём наружные резьбы 3 корпусов направлены в сторону расположения коллекторной группы 26 низкотемпературной системы отопления. В полость 5, одного из узлов соединения, установлен обратный клапан 22, позволяющий проток теплоносителя по трубе только в направлении от наружной резьбы 3 в сторону внутренней резьбы 2. Обратный клапан установлен до упора его в упорный выступ 6. Наличие обратного клапана в узле соединения указывает на то, что этот узел соединения является смешивающим, а узел соединения без обратного клапана является подающим.

Верхний узел соединения 11 располагается двухсторонним патрубком 4 дальше от стены, нижний узел соединения 12 растолагается двухсторонним патрубком 4 ближе к стене. В нижнюю резьбу 7 двухстороннего патрубка 4 верхнего узла соединения и в верхнюю резьбу двухстороннего патрубка нижнего узла соединения ввёрнуто по одному фланцу 14 с наружной резьбой 10, с предварительно надетыми на них накидными гайками 15 циркуляционного насоса 13. Между свободно вращающимися накидными гайками 15, зафиксированными на узлах соединения, установлен циркуляционный насос 14 согласно направлению потока перекачиваемой жидкости, от нижнего узла соединения 12 к верхнему узлу соединения 11.

Во внутреннюю резьбу 2 трубы 1 каждого узла соединения вкручен полусгон 25 с накидной гайкой, для монтажа клапанов 16 и 17. Клапаны смонтированы через уплотнительную прокладку, с соблюдением направления потока теплоносителя Т1 и Т2 и стрелки на корпусе клапана.

В верхнюю резьбу двухстороннего патрубка верхнего узла соединения вкручена защитная гильза 18, а в нижнюю резьбу двухстороннего патрубка нижнего узла соединения установлен дренажный клапан 23.

Клапан 17, снабжённый маховиком, обеспечивает ручное перекрытие и ограничение поступления теплоносителя Т1 из высокотемпературной магистрали в НСУ. Регулирующий клапан 16, обеспечивает регулирование и перекрытие потока теплоносителя Т2 из НСУ в высокотемпературную магистраль. На регулирующий клапан 16, в качестве привода, установлена термостатическая головка 19, соединённая капиллярной трубкой 20 с выносным термодатчиком 21. Выносной термодатчик установлен в защитную гильзу 18.

Опытные работы и приведённые в описании примеры компоновки НСУ показывают, что использованием заявляемого изобретения решается техническая проблема и достигается цель, заключающаяся в обеспечении возможности на базе двух одинаковых узлов соединения компоновать НСУ для интеграции с коллекторной группой, расположенной с левой или с правой стороны от него, одновременно обеспечивая горизонтальное положение оси вращения циркуляционного насоса, при любом повороте насоса вокруг оси его присоединения. Дополнительным неожиданным свойством узла соединения является возможность использованияпри компоновке НСУ циркуляционных насосов разных размеров присоединительных резьб, для чего достаточно применить фланцы с наружной резьбой соответствующего диаметра фланца, что ранее было невозможно.

Совокупность существенных отличительных признаков, представленных в независимом пункте формулы изобретения, не обнаружена заявителем среди сведений, ставших общедоступными в мире до даты приоритета изобретения. Полученные новые возможности узла соединения указывают на изобретательский уровень решения.

Заявляемое изобретение относится к узлам соединения элементов системы отопления и предназначено для компоновки насосно-смесительных узлов циркуляции теплоносителя в коллекторных системах. Целью заявляемого изобретения является создание узла соединения системы низкотемпературного отопления, позволяющего на базе двух одинаковых узлов соединения компоновать НСУ для интеграции с коллекторной группой, расположенной с левой или с правой стороны от него, одновременно обеспечивая горизонтальное положение оси вращения циркуляционного насоса, при любом повороте насоса вокруг оси присоединения насоса. Технический результат получен за счет того, что узел соединения системы низкотемпературного отопления содержит трубу, имеющую на одном конце внутреннюю резьбу, а на другом - наружную резьбу, которые выполнены соосно оси трубы, перпендикулярно которой со смещением от оси трубы имеется двухсторонний патрубок, полость которого объединена с полостью трубы, причём в одном конце патрубка выполнена внутренняя резьба, и, согласно изобретению, в противоположном конце двухстороннего патрубка выполнена внутренняя резьба, причём внутренние резьбы двухстороннего патрубка равноудалены от оси трубы, при этом фланец выполнен с наружной резьбой и удерживает накидную гайку, а наружная резьба фланца сопрягаема с любой резьбой двухстороннего патрубка. 14 ил.

Узел соединения системы низкотемпературного отопления, содержащий трубу, имеющую на одном конце внутреннюю резьбу, а на другом - наружную резьбу, которые выполнены соосно оси трубы, перпендикулярно которой со смещением от оси трубы имеется двухсторонний патрубок, полость которого объединена с полостью трубы, причём в одном конце двухстороннего патрубка выполнена внутренняя резьба, а на противоположном конце расположена свободно вращающаяся накидная гайка для соединения с циркуляционным насосом, удерживаемая фланцем, размещённым на двухстороннем патрубке, отличающийся тем, что в противоположном конце двухстороннего патрубка выполнена внутренняя резьба, причём внутренние резьбы двухстороннего патрубка равноудалены от оси трубы, при этом фланец выполнен с наружной резьбой, которая сопрягаема с любой резьбой двухстороннего патрубка.