предохранительный клапан системы водяного отопления

Формула изобретения

Предохранительный клапан системы водяного отопления, содержащий корпус, выполненный в виде стакана с цилиндрической боковой стенкой и выполненным в дне стакана седлом, при этом в корпусе установлен выполненный из эластичного материала запорный элемент, закрепленный на штоке, установленном в корпусе с возможностью осевого перемещения относительно него посредством резьбового соединения, отличающийся тем, что седло выполнено с конической поверхностью для взаимодействия с запорным элементом, последний выполнен в виде усеченного конуса с цилиндрическим пояском со стороны большего основания, выполненным заодно с цилиндрическим опорным стержнем и упорным фланцем, на котором выполнен цилиндрический хвостовик, вставленный в шток с упором в последний упорным фланцем, со стороны запорного элемента между штоком и корпусом выполнен кольцевой канал, сообщенный через выполненные в боковой стенке штока радиальные отверстия с выполненным в штоке осевым глухим отверстием, посредством которого кольцевой канал сообщен с окружающей клапан средой, на выступающем из корпуса конце штока выполнен цилиндрический маховик для принудительного открытия клапана, с наружной стороны корпуса на его боковой стенке выполнена резьба для установки и закрепления предохранительного клапана, например, на батарее водяного отопления, а в корпусе коаксиально штоку со стороны его выступающего из корпуса конца установлен выполненный в виде кольца, установленного в кольцевой канавке корпуса, ограничитель осевого перемещения штока при принудительном открытии клапана.

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, содержащий корпус, выполненный в виде стакана с цилиндрической боковой стенкой и выполненным в дне стакана седлом, при этом в корпусе установлен выполненный из эластичного материала запорный элемент, закрепленный на штоке, установленном в корпусе с возможностью осевого перемещения относительно него посредством резьбового соединения (см. авторское свидетельство SU №416452, кл. F16К 15/14, 20.11.2001).

Однако в данном клапане при его установке в систему водяного отопления при проведении принудительного открытия возможен выброс горячей воды и пара в отапливаемое помещение, поскольку отсутствует ограничитель максимально возможного перемещения штока относительно корпуса клапана. Кроме того, выброс пара будет направлен прямо в руку тому, кто производит принудительное открытие клапана, что может привести к ожогу. Выполнение запорного элемента с металлической вставкой снижает упругие свойства и приводит к ограничению хода запорного элемента при сбросе через клапан избыточного давления.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является предотвращение выпуска пара из системы водяного отопления при удалении воздушных пробок, направленного в руку человеку, который проводит принудительное открытие клапана и предотвращение неконтролируемого перемещения штока относительно корпуса 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 и выполненным в дне стакана седлом, при этом в корпусе установлен выполненный из эластичного материала запорный элемент, закрепленный на штоке, установленном в корпусе с возможностью осевого перемещения относительно него посредством резьбового соединения, при этом седло выполнено с конической поверхностью для взаимодействия с запорным элементом, последний выполнен в виде усеченного конуса с цилиндрическим пояском со стороны большего основания, выполненным заодно с цилиндрическим опорным стержнем и упорным фланцем, на котором выполнен цилиндрический хвостовик, вставленный в шток с упором в последний упорным фланцем, со стороны запорного элемента между штоком и корпусом выполнен кольцевой канал, сообщенный через выполненные в боковой стенке штока радиальные отверстия с выполненным в штоке осевым глухим отверстием, посредством которого кольцевой канал сообщен с окружающей клапан средой, на выступающем из корпуса конце штока выполнен цилиндрический маховик для принудительного открытия клапана, с наружной стороны корпуса на его боковой стенке выполнена резьба для установки и закрепления предохранительного клапана, например на батарее водяного отопления, а в корпусе коаксиально штоку со стороны его выступающего из корпуса конца установлен выполненный в виде кольца, установленного в кольцевой канавке корпуса, ограничитель осевого перемещения штока при принудительном открытии клапана.

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 паром, что особенно опасно при нахождении рядом с отопительным прибором в этот момент маленьких детей.

Выполнение на внутренней стенке корпуса кольца - ограничителя хода штока поршня позволяет предотвратить неконтролируемое перемещение штока относительно корпуса. Как следствие, исключается возможность создания такой ситуации, когда шток вывернут из корпуса настолько, что давлением воды в системе водяного отопления его вырывает из корпуса, а помещение затопляется горячей водой из системы водяного отопления. Выполнение штока с радиальными отверстиями, сообщенными с осевым глухим отверстием, выполнение на штоке цилиндрического маховика позволяет отводить парогазовую среду таким образом, что она не попадает на руки человеку, который производит принудительное открытие клапана. Отсутствует необходимость использования специального инструмента для принудительного открытия и закрытия предохранительного клапана. Выпуск парогазовой среды через сравнительно узкий канал позволяет снизить скорость истечения парогазовой среды и тем самым предотвратить создание условий для возникновения гидравлического удара в момент принудительного закрытия клапана после спуска из системы водяного отопления парогазовой, часто называемой воздушной, пробки. Выполнение седла с конической поверхностью для взаимодействия с запорным элементом и выполнение последнего в виде усеченного конуса с цилиндрическим пояском со стороны большего основания, выполненным заодно с цилиндрическим опорным стержнем и упорным фланцем, позволяет одновременно создать устойчивую конструкцию запорного элемента целиком из упругого эластичного материала в виде одной единой детали. По сравнению с прототипом удалось увеличить ход запорного элемента относительно седла, что повысило надежность срабатывания клапана при сбросе избыточного давления и сделало работу клапана более мягкой, а выполнение поверхности контакта в виде конической поверхности позволило увеличить поверхность контакта седла и запорного элемента, что также позволило повысить надежность закрытия клапана и снизило вероятность подтекания 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 и выполненным в дне стакана седлом 2, при этом в корпусе 1 установлен выполненный из эластичного материала запорный элемент 3, закрепленный на штоке 4, установленном в корпусе 1 с возможностью осевого перемещения относительно него посредством резьбового соединения 5. Седло 2 выполнено с конической поверхностью для взаимодействия с запорным элементом 3, последний выполнен в виде усеченного конуса с цилиндрическим пояском 5 со стороны большего основания, выполненным заодно с цилиндрическим опорным стержнем 6 и упорным фланцем 7, на котором выполнен цилиндрический хвостовик 8, вставленный в шток 4 с упором в последний упорным фланцем 7. Со стороны запорного элемента 3 между штоком 4 и корпусом 1 выполнен кольцевой канал 9, сообщенный через выполненные в боковой стенке штока 4 радиальные отверстия 10 с выполненным в штоке 4 осевым глухим отверстием 11, посредством которого кольцевой канал 9 сообщен с окружающей клапан средой. На выступающем из корпуса 1 конце штока 4 выполнен цилиндрический маховик 12 для принудительного открытия клапана. С наружной стороны корпуса 1 на его боковой стенке выполнена резьба 13 для установки и закрепления предохранительного клапана, например на батарее водяного отопления. В корпусе 1 коаксиально штоку 4 со стороны его выступающего из корпуса 1 конца установлен выполненный в виде кольца 14, установленного в кольцевой канавке корпуса 1, ограничитель осевого перемещения штока 4 при принудительном открытии клапана.

Предохранительный клапан работает следующим образом.

В процессе сборки предохранительного клапана запорный элемент 3 со штоком 4 устанавливаются в корпусе 1. Маховиком 18 путем его вращения производят сжатие запорного элемента 3 усилием, соответствующим заданному давлению, на которое настраивается предохранительный клапан. Данное усилие может быть установлено экспериментально по моменту перекрытия клапана после подачи на вход клапана жидкой среды под заданным давлением, соответствующим давлению в системе водяного отопления. На конце штока может быть установлена насадка 19 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, запорный элемент 3 сжимается под действием этого давления и его коническая часть перемещается относительно седла 2, а парогазовая среда или вода, находящаяся в радиаторе, через образовавшийся зазор между запорным элементом 3 и седлом 2 поступает внутрь корпуса 1, далее через кольцевой канал 9 поступает в радиальные отверстия 10 и далее в глухое осевое отверстие 11, а из последнего через насадку 19 на штоке 4 выходит в окружающее пространство.

Для принудительного открытия клапана, например для выпуска парогазовой среды, образовавшей пробку, вращением маховика 18 по часовой стрелке перемещают шток 4 и отводят запорный элемент 3 от седла 2, открывая тем самым клапан для спуска парогазовой пробки. Когда парогазовая среда выпущена и тем самым ликвидирована парогазовая пробка, маховик 18 вращают против часовой стрелки. Шток 4 перемещает запорный элемент 3 к седлу 2. Под действием штока 4 запорный элемент 3 упирается в седло 3, закрывая тем самым клапан, о чем можно судить по прекращению вытекания из системы водяного отопления воды. Клапан переведен в автоматический режим работы.

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