предохранительный клапан системы водяного отопления

Формула изобретения

Предохранительный клапан системы водяного отопления, содержащий корпус, выполненный в виде стакана с цилиндрической боковой стенкой, на наружной поверхности которой выполнена резьба для установки клапана, например, в батарее водяного отопления, и выполненным в дне стакана седлом с уплотнительным буртом для взаимодействия с выполненным из эластичного материала уплотнительным элементом, установленным на размещенном в корпусе запорном элементе, выполненном в виде штока с поршнем, причем последний выполнен на конце штока, обращенном к седлу, и в кольцевой канавке на боковой стенке поршня установлено уплотнительное кольцо для герметизации пространства между боковой цилиндрической стенкой поршня и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса, на штоке со стороны его выступающего из корпуса конца выполнена резьба, в корпусе на выполненной на его внутренней цилиндрической поверхности резьбе коаксиально штоку со стороны его выступающего из корпуса конца установлена регулировочная гайка и между последней и поршнем установлена пружина, посредством которой шток с поршнем подпружинены относительно корпуса, причем в штоке выполнено осевое глухое отверстие, сообщенное через радиальные отверстия, выполненные в боковой стенке поршня между уплотнительным кольцом и уплотнительным элементом, с внутренней полостью корпуса клапана, отличающийся тем, что уплотнительный элемент расположен в кольцевой канавке на торцевой поверхности поршня, между боковой стенкой поршня и внутренней стенкой корпуса на участке поршня между радиальными отверстиями и уплотнительным элементом выполнено кольцевое щелевое отверстие для перепуска среды в сообщенное с окружающей средой осевое глухое отверстие при открытии клапана, причем внешний диаметр щелевого отверстия составляет от 1,05 до 1,1 его внутреннего диаметра, а для принудительного открытия клапана на резьбу выступающего из корпуса участка штока навинчен с упором в корпус маховик с охватывающим корпус кольцевым буртом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к предохранительным устройствам, установленным в системах отопления, в частности радиаторах, для выпуска воздуха и сброса избыточного давления.

Известен клапан для выпуска воздуха из трубопровода, содержащий корпус с наружной резьбой, выпускным отверстием и центральным каналом, соединенные между собой наружный и внутренний запорные элементы, и уплотнительные эластичные прокладки, расположенные между корпусом и запорными элементами (см. авторское свидетельство SU №1737210, кл. F16К 24/00, 30.05.1992).

Однако данный клапан позволяет выпускать воздух из системы водяного отопления и тем самым удалять воздушные пробки, препятствующие нормальной циркуляции воды в отопительной системе только при ручном воздействии на наружный запорный элемент, что сужает возможности данного клапана.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является предохранительный клапан системы водяного отопления, содержащий корпус, выполненный в виде стакана с цилиндрической боковой стенкой, на наружной поверхности которой выполнена резьба для установки клапана, например, в батарее водяного отопления, и выполненным в дне стакана седлом с уплотнительным буртом для взаимодействия с выполненным из эластичного материала уплотнительным элементом, установленным на размещенном в корпусе запорном элементе, выполненном в виде штока с поршнем, причем последний выполнен на конце штока, обращенном к седлу и в кольцевой канавке на боковой стенке поршня установлено уплотнительное кольцо для герметизации пространства между боковой цилиндрической стенкой поршня и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса, на штоке со стороны его выступающего из корпуса конца выполнена резьба, в корпусе на выполненной на его внутренней цилиндрической поверхности резьбе коаксиально штоку со стороны его выступающего из корпуса конца установлена регулировочная гайка и между последней и поршнем установлена пружина, посредством которой шток с поршнем подпружинены относительно корпуса, причем в штоке выполнены осевое глухое отверстие, сообщенное через радиальные отверстия, выполненные в боковой стенке поршня между уплотнительным кольцом и уплотнительным элементом, с внутренней полостью корпуса клапана (см. патент RU №2176047, кл. F16К 17/168, 20.11.2001).

Однако данный клапан имеет сравнительно сложную конструкцию, что приводит к необходимости использования специального инструмента, например гаечных ключей для принудительного открытия клапана. Кроме того, существует возможность получения ожога от выброса пара при удалении парогазовой пробки.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является предотвращение выпуска горячего пара из системы водяного отопления при удалении воздушных пробок и упрощение конструкции клапана.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение надежности и безопасности работы предохранительного клапана.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что предохранительный клапан системы водяного отопления содержит корпус, выполненный в виде стакана с цилиндрической боковой стенкой, на наружной поверхности которой выполнена резьба для установки клапана, например, в батарее водяного отопления, и выполненным в дне стакана седлом с уплотнительным буртом для взаимодействия с выполненным из эластичного материала уплотнительным элементом, установленным на размещенном в корпусе запорном элементе, выполненном в виде штока с поршнем, причем последний выполнен на конце штока, обращенном к седлу, и в кольцевой канавке на боковой стенке поршня установлено уплотнительное кольцо для герметизации пространства между боковой цилиндрической стенкой поршня и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса, на штоке со стороны его выступающего из корпуса конца выполнена резьба, в корпусе на выполненной на его внутренней цилиндрической поверхности резьбе коаксиально штоку со стороны его выступающего из корпуса конца установлена регулировочная гайка и между последней и поршнем установлена пружина, посредством которой шток с поршнем подпружинены относительно корпуса, причем в штоке выполнены осевое глухое отверстие, сообщенное через радиальные отверстия, выполненные в боковой стенке поршня между уплотнительным кольцом и уплотнительным элементом, с внутренней полостью корпуса клапана, уплотнительный элемент расположен в кольцевой канавке на торцевой поверхности поршня, между боковой стенкой поршня и внутренней стенкой корпуса на участке поршня между радиальными отверстиями и уплотнительным элементом выполнено кольцевое щелевое отверстие для перепуска среды в сообщенное с окружающей средой осевое глухое отверстие при открытии клапана, причем внешний диаметр щелевого отверстия составляет от 1,05 до 1,1 от его внутреннего диаметра, а для принудительного открытия клапана на резьбу выступающего из корпуса участка штока навинчен с упором в корпус маховик с охватывающим корпус кольцевым буртом.

Описываемая конструкция предохранительного клапана может быть использована для выпуска парогазовой среды из отопительных приборов водяного типа, как в ручном, так и в автоматическом режиме для снижения давления в отопительной системе.

Современные отопительные приборы, изготовленные из материалов с высокой теплопроводностью, в частности алюминия, характеризуются малой инерционностью, благодаря чему потребителю достаточно просто в ручном режиме установить в отапливаемом помещении комфортную для него температуру. Однако при этом, например в силу недостаточной опытности, такая регулировка может привести к отключению прибора от общей системы, а это, в свою очередь, может привести к образованию парогазовой пробки, а при резком перекрытии клапана и к гидравлическому удару и, как следствие, к выходу из строя отопительного прибора, а при его разгерметизации к затоплению помещения. Кроме того, при спуске из системы отопления парогазовой пробки возможен ожог от выпуска пара, что особенно опасно при нахождении рядом с отопительным прибором в этот момент маленьких детей.

Выполнение между боковой стенкой поршня и внутренней стенкой корпуса на участке поршня между радиальными отверстиями и уплотнительным элементом кольцевого щелевого отверстия для перепуска среды в сообщенное с окружающей средой осевое глухое отверстие при открытии клапана позволяет организовать режим дросселирования через это щелевое отверстие парогазовой смеси, что позволяет снизить температуру выпускаемого пара до безопасной величины и уменьшить скорость истечения парогазовой смеси. Однако выполнение щелевого отверстия приводит к увеличению гидравлического сопротивления и может привести к неработоспособности в силу образования в щелевом отверстии перекрывающей жидкостной пленки, образующейся в результате конденсации пара при его дросселировании. В ходе исследований было установлено, что избежать описанных выше последствий удается при выполнении кольцевого щелевого отверстия с внешним его диаметром, составляющим не менее 1,05 от его внутреннего диаметра. В то же время, когда внешний диаметр щелевого отверстия составляет более 1,1 от его внутреннего диаметра, не достигается снижения скорости истечения, при котором достигалась бы гарантированная безопасная работа предохранительного клапана. Одновременно важно обеспечить удобную эксплуатацию предохранительного клапана при ручном управлении, а именно при принудительном открытии клапана для удаления парогазовых пробок, когда давление в системе водяного отопления не превышает предельно допустимых величин. Для принудительного открытия клапана на резьбу выступающего из корпуса участка штока навинчен с упором в корпус маховик с охватывающим корпус кольцевым буртом. В результате организован удобный доступ к системе регулирования и при этом исключается нарушение соосности расположения штока относительно седла при случайном или неосторожном воздействии на маховик во время его вращения при принудительном открытии и закрытии предохранительного клапана. Таким образом, достигнуто повышение надежности работы при упрощении обслуживания предохранительного клапана.

На чертеже представлен продольный разрез предохранительного клапана системы водяного отопления.

Предохранительный клапан системы водяного отопления содержит корпус 1, выполненный в виде стакана с цилиндрической боковой стенкой, на наружной поверхности которой выполнена резьба 2 для установки клапана, например, в батарее водяного отопления, и выполненным в дне стакана седлом 3 с уплотнительным буртом 4 для взаимодействия с выполненным из эластичного материала уплотнительным элементом 5, установленным на размещенном в корпусе 1 запорном элементе 6, который выполнен в виде штока 7 с поршнем 8. Поршень 8 выполнен на конце штока 7, обращенном к седлу 3 и в кольцевой канавке на боковой стенке поршня 8 установлено уплотнительное кольцо 9 для герметизации пространства между боковой цилиндрической стенкой поршня 8 и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 1. На штоке 7 со стороны его выступающего из корпуса 1 конца выполнена резьба 10. В корпусе 1 на выполненной на его внутренней цилиндрической поверхности резьбе коаксиально штоку 7 со стороны его выступающего из корпуса 1 конца установлена регулировочная гайка 11 и между последней и поршнем 8 установлена пружина 12, посредством которой шток 7 с поршнем 8 подпружинены относительно корпуса 1. В штоке 7 выполнены осевое глухое отверстие 13, сообщенное через радиальные отверстия 14, выполненные в боковой стенке поршня 8 между уплотнительным кольцом 9 и уплотнительным элементом 5, с внутренней полостью 15 корпуса 1 клапана. Уплотнительный элемент 5 расположен в кольцевой канавке на торцевой поверхности поршня 8. Между боковой стенкой поршня 8 и внутренней стенкой корпуса 1 на участке поршня 8 между радиальными отверстиями 14 и уплотнительным элементом 5 выполнено кольцевое щелевое отверстие 16 для перепуска среды в сообщенное с окружающей средой осевое глухое отверстие 13 при открытии клапана, причем внешний диаметр щелевого отверстия 16 составляет от 1,05 до 1,1 от его внутреннего диаметра, а для принудительного открытия клапана на резьбу 10 выступающего из корпуса 1 участка штока 7 навинчен с упором в корпус 1 маховик 17 с охватывающим корпус 1 кольцевым буртом.

Предохранительный клапан работает следующим образом.

В процессе сборки предохранительного клапана запорный элемент 6 со штоком 7 и поршнем 8 и пружина 12 устанавливаются в корпусе 1. Регулировочная гайка 11 завинчивается в корпус 1, и путем ее вращения производят сжатие пружины 12 усилием, соответствующим заданному давлению, на которое настраивается предохранительный клапан. При этом верхняя поверхность регулировочной гайки 11 не должна выступать из корпуса 1. Далее на шток поршня накручивается маховик 17 до его упора в корпус 1. На конце штока 7 может быть установлена насадка 18 для отвода парогазовой смеси в безопасную сторону и для слива воды из системы водяного отопления. В случае если в процессе эксплуатации давление среды в системе водяного отопления, например в радиаторе, на котором установлен предохранительный клапан, превышает заданное значение, поршень 8 под действием этого давления перемещается относительно седла 3 в корпусе 1, и парогазовая среда или вода, находящаяся в радиаторе, через образовавшийся зазор между уплотнительным элементом 5 и буртом 4 седла 3 поступает внутрь корпуса 1, далее попадает в кольцевое щелевое отверстие 16, где происходит ее дросселирование со снижением температуры и снижением давления, практически до давления окружающей среды, и из щелевого отверстия охлажденная среда поступает в радиальные отверстия 5 и далее в глухое осевое отверстие 13, а из последнего через насадку на штоке 7 выходит в окружающее пространство.

Для принудительного открытия клапана, например для выпуска парогазовой среды, образовавшей пробку, вращением маховика 17 по часовой стрелке перемещают шток 8, сжимая пружину 12 и открывая тем самым клапан для выпуска парогазовой пробки. Когда парогазовая среда выпущена и тем самым ликвидирована парогазовая пробка, маховик 17 вращают против часовой стрелки. Поршень 8 под действием пружины 12 упирается в седло 3, закрывая тем самым клапан и переводя его в автоматический режим работы.

Настоящее изобретение может быть использовано в системах централизованного водяного отопления жилых, общественных и административных зданий.