Термостатичний вентиль

Реферат: Термостатичний вентиль містить рухомий шток (6), що взаємодіє з термостатичною головкою (5) з одного боку і з меншим плечем важеля посилення ходу. Більше плече важеля підсилювача ходу (11) виконане з можливістю взаємодії з клапаном (7), встановленим із зазором по відношенню до сідла (8), розташованого в корпусі (1). Більше плече важеля підсилювача ходу (11) виконане з можливістю за допомогою додатково встановленої гнучкої гофрованої мембрани (9) здійснювати герметизацію додатково утвореної в корпусі (1) нерідинної порожнини (13). При цьому важіль підсилювача ходу (11) пропущений через гофровану мембрану (9). Рухомий шток (6) виконаний з можливістю взаємодії з меншим плечем важеля підсилювача ходу (11), встановленого на осі (12), розташованій в нерідинній порожнині (13). При цьому вісь симетрії рухомого штока (6) співпадає з віссю симетрії термостатичної головки (5). UA 100779 C2 (12) UA 100779 C2 UA 100779 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід відноситься до регулюючої арматури, зокрема, до термостатичних вентилів для опалювальних приладів (радіаторів конвекторів і т.п.). Відомі термостатичні вентилі, наприклад, з патентів РФ №№ 21 12270, 2191943, 2191310, патентів ФРН №3529614 (Danfoss F/S), №19510530 (Thodor Heimeier Metall Werk RG) . Так, наприклад, термостатичний клапан з опису патенту ФРГ DE 3529614, містить корпус, на якому встановлений шток, промовець назовні через сальник для приведення в дію закриваючого елементу клапана, верхню термостатичну частину, що містить термостатичний елемент (ТСЕ) і переміщуваний ним штовхач, при цьому головка штовхача взаємодіє з штоком. ТСЕ може мати наповнення у вигляді насиченої пари і працює залежно від тиску пари, (яке залежить від температури), у вигляді рідини (і, отже, працює залежно від її температурного розширення), а також у вигляді воскоподібних матеріалів. Шток здійснює зворотно-поступальні рухи під дією ТСЕ, переміщаючи клапан від відкритого положення до закритого. Компенсаційна пружина оберігає клапан від руйнування. Враховуючи ресурс клапана (а провідні виробники заявляють ~ 1 млн. спрацьовувань), ущільнення штока, що виконуються у вигляді гумових кілець круглого перетину, є найуразливішим місцем унаслідок їх зносу із-за тертя гуми об метал штока, що посилюється домішками, що містяться в теплоносії. Оскільки вихід з ладу ущільнень призводить до протічки теплоносія і затоплення приміщення, то такі термовентилі необхідно періодично обслуговувати, а саме, замінювати ці ущільнення. Їх заміна вимагає перекриття магістралі теплоносія, хоч би часткового його зливу і кваліфікованого розбирання клапана. Важливу роль для виконання регулюючої функції грає величина переміщення клапана щодо сідла при зміні температури в приміщенні на 1°С. Чим більше переміщення, тим більше плавним виходить процес регулювання і тим більше економія енергії і зручність експлуатації термоклапана. Переміщення клапана, головним чином, залежить від використовуваного матеріалу наповнення термостатичної головки, але також залежить від розміру і типу анероїда коробки, наприклад, сильфону. Якнайкращі показники посилення наявних термостатичних клапанів близько 0,35 мм/1°С при паровому наповнювачі і від 0,2 до 0,28 мм/1°С - при рідинному. З патенту РФ № 21 12270 відомий термоклапан для радіатора, аналогічний описаному, але який має більше переміщення клапана відносно сідла, ніж переміщення штовхача ТСЕ. У ньому завдання вирішується введенням між штовхачем ТСЕ і штоком термовентиля підсилювача ходу. Осьове переміщення штовхача використовується для переміщення підсилювального елементу в напрямку, в якому він податливий. Разом з тим, при вимогах до підтримки температури в приміщенні з точністю 2 °С істотним чинником стає вплив піджимання пружини внутрішнім тиском теплоносія. Стандартом DS/EN 215-1 п.5.2.8. нормується залежність характеристики від статичного тиску, яка не повинна перевищувати значення Т=1°с/ 10 бар., що при Р = 10 бар. вже є 50%-ою погрішністю виконання режиму 2°С. Подібне технічне рішення також не позбавлене недоліків в частині ущільнення штока, що призводить до можливості появи негерметичності, крім того, з'являється залежність характеристики клапана від величини робочого тиску. Таким чином, для всіх аналогів характерний загальний недолік - вони ненадійні унаслідок великої зношуваності ущільнення штока, і, крім того, їх характеристики залежать від перепадів тиску в магістралі теплоносія. Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, є патент РФ №2177095 (патентовласник Danfoss A/S) , узятий за прототип. Прототип містить корпус, шток, ущільнення штока у вигляді двох гумових кілець. Для забезпечення гарантованої герметичності слід кільця ущільнювачів встановлювати з натягом, але тоді характеристика термовентиля починає залежати від тертя (виникає гістерезис), при цьому кільця швидко зношуються, тобто вони мають обмежений ресурс. Крім того, за наявності у воді механічних включень ці ущільнення швидко виходять з ладу, втрачаючи герметичність; бруд, потрапляючи між штоком і сідлом, призводить до перекосу штока, що також призводить до нерівномірного підтискання кілець і, як наслідок, до порушення герметичності. Завданням винаходу є підвищення точності регулювання витрати теплоносія термостатичним вентилем за рахунок виключення впливу тиску теплоносія, а також підвищення надійності за рахунок використання ущільнення у вигляді гофрованої мембрани, що виключає тертя між рухомими елементами. Завдання вирішується тим, що в термостатичному вентилі, що містить рухомий шток, який взаємодіє з термостатичною головкою з одного боку і з меншим плечем важеля посилення ходу, а більше плече важеля підсилювача ходу взаємодіє з клапаном, який встановлений із зазором 1 UA 100779 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 по відношенню до сідла, нерідинна порожнина герметизована гнучкою гофрованою мембраною, причому важіль підсилювача ходу пропущений через гофровану мембрану. На Фігурі зображений пропонований термостатичний вентиль, де: 1 - корпусу; 2 - вхідний патрубок; 3 - вихідний патрубок; 4 - фитинг; 5 - термостатична головка; 6 - рухомий шток; 7 - клапана; 8 - сідла; 9 - гофрована мембрана; 10 - пружини; 11 - важіль підсилювача ходу; 12 - осі; 13 - нерідинна порожнина. У пропонованому термостатичному вентилі рухомий шток 6, що взаємодіє з термостатичною головкою 5 пропущений через фітинг 4, при цьому вісь симетрії рухомого штока 6 співпадає з віссю симетрії термостатичної головки 5 і фітинга 4. Рухомий шток 6, взаємодіє з меншим плечем важеля підсилювача ходу 11, встановленого на осі 12, розташованій в нерідинній порожнині 13. На більшому плечі важеля підсилювача ходу 11 із зазором відносно сідла 8 закріплений клапан 7, що забезпечує його більше переміщення, ніж переміщення рухомого штока 6. Вісь 12 сприймає те, що виникає на гофрованій мембрані 9 зусилля від тиску рідини (теплоносія), тим самим, розвантажуючи рухомий шток 6 від дії внутрішнього тиску. Даний термостатичний вентиль функціонує таким чином. При збільшенні температури в приміщенні термостатична головка 5 впливає на рухомий шток 6, переміщаючи його у вертикальному напрямі. Рухомий шток 6, взаємодіючи з меншим плечем важеля підсилювача ходу 11, передає переміщення рухомого штока 6 більшому плечу важеля підсилювача ходу 11, надаючи переміщення клапана 7 у бік сідла 8, зменшуючи зазор між ними. Витрата рідини (теплоносія) через термостатичний вентиль, а, отже, і через прилад опалювання зменшується і температура в приміщенні відновлюється відповідно до заданого значення. При пониженні температури відносно заданої, термоголовка 5 перестає впливати на рухомий шток 6 і система «клапан - важіль підсилювача ходу - рухомий шток» приходить в початкове положення під дією пружини 10, що передає зусилля через важіль підсилювача ходу 11 на рухомий шток 6 і клапан 7. Герметизація нерідинної порожнини 13 в корпусі 1 по рухомому елементу (більшому плечу важеля підсилювача ходу) здійснюється гнучкою гофрованою мембраною 9, що дозволяє мінімізувати зусилля, які виникають на важелі підсилювача ходу 11. Промислове виконання запропонованого термостатичного вентиля нескладне, при цьому використовуються апробовані конструктивні елементи і відпрацьовані технології. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 Термостатичний вентиль, що містить рухомий шток (6), що взаємодіє з термостатичною головкою (5) з одного боку і з меншим плечем важеля посилення ходу, а більше плече важеля підсилювача ходу (11) виконане з можливістю взаємодії з клапаном (7), встановленим із зазором відносно сідла (8), розташованого в корпусі (1), який відрізняється тим, що більше плече важеля підсилювача ходу (11) виконане з можливістю за допомогою додатково встановленої гнучкої гофрованої мембрани (9) здійснювати герметизацію додатково утвореної в корпусі (1) нерідинної порожнини (13), при цьому важіль підсилювача ходу (11) пропущений через гофровану мембрану (9), а рухомий шток (6) виконаний з можливістю взаємодії з меншим плечем важеля підсилювача ходу (11), встановленого на осі (12), розташованій в нерідинній порожнині (13), при цьому вісь симетрії рухомого штока (6) співпадає з віссю симетрії термостатичної головки (5). 2 UA 100779 C2Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3