RU2208191C2 - Клапан - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к регулирующему клапану, предназначенному для установки на трубопроводах отопительных систем. Клапан для радиатора отопления содержит корпус, несущий осевую впускную зону и седло клапана. Седло вместе с подвижным в осевом направлении запорным элементом образует дроссельную область. Корпус имеет выполненное на периферии выпускное отверстие, так что образуется выпускное пространство, обеспечивающее отклонение потока в радиальном направлении. Выпускное пространство окружено втулкой. Втулка имеет выпускные отверстия. Размер выпускных отверстий может регулироваться путем поворота втулки. Между дроссельной областью и выпускным пространством расположен канал. Поперечное сечение последнего увеличивается в направлении потока и ограничено примыкающей снаружи к седлу клапана цилиндрической наружной стенкой и примыкающей к запорному элементу внутренней стенкой. Внутренняя стенка имеет наклон относительно оси в направлении потока и образована профилированным элементом, соединенным с запорным элементом. Изобретение направлено на значительное снижение шума. 9 з.п.ф-лы, 6 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к клапану, в частности к клапану для радиатора отопления, содержащему корпус, несущий осевую впускную зону и седло клапана, которое вместе с подвижным в осевом направлении запорным элементом образует дроссельную область, и имеющий выполненное на периферии выпускное отверстие, так что образуется выпускное пространство, обеспечивающее отклонение потока в радиальном направлении, причем выпускное пространство окружено втулкой, имеющей выпускные отверстия, размер которых может регулироваться путем поворота втулки.

Клапан должен работать с минимально возможным шумом. Это требование особенно относится к клапанам радиаторов. Несмотря на то, что эти клапаны не подвержены кавитационным шумам, в них возникают шумы от потока, которые усиливаются радиатором, особенно в случае, когда клапан установлен близко к радиатору или непосредственно в нем. Шумы возникают также в клапанах рефрижераторов и в других регулирующих клапанах.

В описанном выше клапане радиатора (DE 4402752 А1) уменьшение шума достигается благодаря тому, что вода после прохождения через дроссельную область отклоняется дважды или большее число раз. Это осуществляется за счет расположения выпускного пространства, определяемого радиальными выпускными отверстиями, в непосредственной близости от седла клапана или под седлом. В результате таких отклонений вода теряет очень большое количество энергии, что приводит к весьма значительному уменьшению турбулентности и связанных с ней шумов.

Изобретение направлено на создание нового способа уменьшения шума в клапане описанного выше типа.

Согласно изобретению эта задача решается тем, что между дроссельной областью и выпускным пространством расположен канал, поперечное сечение которого увеличивается в направлении потока, который ограничен примыкающей снаружи к седлу клапана цилиндрической наружной стенкой и примыкающей к запорному элементу внутренней стенкой, которая имеет наклон относительно оси в направлении потока и образована профилированным элементом, соединенным с запорным элементом.

В такой конструкции скорость потока протекающей через канал жидкости, в особенности воды, неизбежно уменьшается, причем уменьшение скорости потока происходит на малом расстоянии сразу же за дроссельной областью. В результате достигается значительное уменьшение шума, поскольку основным фактором его возникновения является высокая скорость потока. Профилированный элемент можно использовать для придания каналу любой заданной формы.

Предлагаемый клапан может быть установлен в радиатор без каких-либо конструктивных доработок, благодаря хорошему подавлению шума. Достигается уменьшение шума от 5 до 6 dBa по сравнению с имеющимися на рынке клапанами. Поэтому несмотря на непосредственную близость к поверхностям радиатора исключена опасность возникновения разрушительных шумов в результате их усиления.

Поперечное сечение канала предпочтительно увеличивается плавно или по существу плавно. Поэтому происходит непрерывное уменьшение скорости потока, что также предотвращает шум.

В простейшем случае наклонная стенка имеет коническую форму, при этом скорость потока уменьшается согласно квадратичной функции.

В альтернативном варианте выполнения, который также является целесообразным, угол наклона наклонной стенки относительно оси увеличивается в направлении потока, в результате чего его скорость может быть уменьшена еще больше.

Запорный элемент предпочтительно представляет собой пластину, на задней стороне которой расположен профилированный элемент.

В другом предпочтительном варианте выполнения запорный элемент может представлять собой уплотнительное кольцо, несомое профилированным элементом.

Во многих случаях целесообразно, чтобы профилированный элемент был выполнен из пластмассы. Поэтому профилированный элемент можно изготавливать в массовом производстве, например литьем под давлением или другими способами.

Для упрощения конструкции может быть предусмотрен выполненный из одной детали элемент, окружающий впускную зону, несущий седло клапана и образующий наружную стенку канала. Такой конструктивный элемент может быть соединен с остальной частью корпуса клапана, например, путем загибания кромки.

В предпочтительном варианте изобретения элемент, выполненный в виде одной детали, окружает также выпускное пространство, продолжается дальше и за этим пространством имеет крепежный участок для крепления к другим элементам клапана. Выполненный в виде одной детали элемент имеет несколько функций и его можно легко прикрепить этим участком к другим элементам клапана, например, резьбой или с помощью клея.

Особенно хорошие результаты получаются в случае, когда расстояние между седлом клапана и выпускным отверстием по меньшей мере в два раза больше максимальной высоты подъема клапана.

Дополнительное уменьшение шума достигается в случае, если седло клапана и/или запорный элемент, и/или стенки имеют скругленные кромки и углы.

Далее изобретение описано более подробно на примере предпочтительных вариантов его выполнения со ссылками на чертежи, где
фиг.1 изображает частичный продольный разрез вставного клапана радиатора согласно изобретению;
фиг. 2-5 - продольные разрезы части клапана, включающей дроссельную область, согласно другим четырем вариантам выполнения изобретения и
фиг.6 - продольный разрез части клапана рефрижератора, включающей дроссельную область, согласно изобретению.

Вставной клапан, изображенный на фиг.1, предназначен для установки в радиатор (см. DE 4402752 А1). Он имеет седло 2 клапана с внутренней скругленной кромкой и наружным скругленным углом. Седло 2 клапана взаимодействует с запорным элементом 3, который может перемещаться штифтом 5 в направлении стрелки А посредством штока 4 клапана. Вода для отопления поступает по стрелке 6 в осевую впускную зону 7, затем проходит через дроссельную область 8 между седлом 2 клапана и запорным элементом 3 и попадает через канал 9, расположенный за запорным элементом 3, в выпускное пространство 10, определяемое выпускным отверстием 11, выполненным на периферии, при этом поток воды отклоняется в выпускном пространстве 10 в радиальном направлении и течет в направлении стрелки 12.

Канал 9, расположенный за запорным элементом, ограничен цилиндрической наружной стенкой 13 и конической внутренней стенкой 14 и имеет поэтому кольцевое поперечное сечение, которое непрерывно увеличивается в направлении потока, в результате чего скорость потока и соответственно образующийся шум значительно уменьшаются.

Вставной клапан 1 имеет корпус 15, нижняя часть которого соединена путем загибания кромки с элементом 16, содержащим впускную зону 7, седло 2 клапана и цилиндрическую наружную стенку 13 канала 9. Коническая стенка образована пластмассовым профилированным элементом 17, который может быть изготовлен также из других материалов, например латуни. Профилированный элемент 17 расположен на задней стороне запорного элемента 3, выполненного в виде пластины.

В корпусе 15 вставного клапана находится установочная втулка 18, имеющая одно или несколько расположенных известный образом отверстий. В сочетании с выпускным отверстием 11 в корпусе 15 эти отверстия позволяют изменять выходное поперечное сечение. Для этого втулка 18 соединена с установочной головкой 20 посредством приводного элемента 19.

Расстояние между седлом 2 клапана и выпускным отверстием 10 таково, что даже при максимальной высоте подъема запорного элемента 3 часть канала 9 остается действующей. Поэтому предпочтительно, чтобы это расстояние было по меньшей мере в два раза больше максимальной высоты подъема клапана.

В варианте выполнения изобретения, изображенном на фиг.2, запорный элемент 21 выполнен в виде уплотнительного кольца, несомого профилированным элементом 22, который образует внутреннюю стенку 23 канала 24, имеющую приблизительно параболическую форму. Профилированный элемент 22 выполнен за одно целое со штоком 25 клапана. Все остальные элементы клапана такие же, как на фиг.1.

Вариант выполнения изобретения, изображенный на фиг.3, отличается от варианта согласно фиг.2 тем, что профилированный элемент 26, также несущий запорный элемент в виде уплотнительного кольца, имеет коническую форму, образуя расширяющуюся стенку, ограничивающую канал 27. Выполненный в виде одной детали элемент 28 окружает впускную зону, несет седло клапана и образует наружную стенку канала 27. Он окружает также выпускное пространство и продолжается за ним до крепежного участка 29, служащего для крепления к другим элементам клапана. Крепежный участок 29 может быть выполнен в виде винтовой резьбы, клейким и т.п.

Вариант выполнения изобретения, изображенный на фиг.4, отличается от варианта, показанного на фиг.1, тем, что профилированный элемент 30, ограничивающий канал 31 конической стенкой 32, выполнен за одно целое со штоком 33 клапана. Нижняя часть корпуса 34 заканчивается вставной частью, образующей седло 36 клапана и впускной канал 37.

В варианте выполнения изобретения, изображенном на фиг.5, канал 38 ограничен конической наружной стенкой 39, которая следует за седлом 40 клапана, и цилиндрической внутренней стенкой 41, образованной профилированным элементом 42, несущим кольцевой запорный элемент 43.

В варианте выполнения изобретения, изображенном на фиг.6, седло 44 клапана обращено к впускной зоне 45, а шток 46 клапана проходит через седло 44. Канал 47 ограничен наружной стенкой 48, которая следует за внутренней стороной седла 44 клапана, и цилиндрической внутренней стенкой 49, образованной штоком 46 клапана. Запорный элемент 50 имеет форму пластины.

Во всех рассмотренных вариантах скорость потока воды для отопления возрастает в дроссельной области 8 и снова уменьшается в канале 9 (см. фиг.1), расположенном за этой областью, так что поток воды, вытекающий после его отклонения из клапана, не создает каких-либо разрушительных шумов.

Claims (10)

1. Клапан для радиатора отопления, содержащий корпус, несущий осевую впускную зону и седло клапана, которое вместе с подвижным в осевом направлении запорным элементом образует дроссельную область, и имеющий выполненное на периферии выпускное отверстие, так что образуется выпускное пространство, обеспечивающее отклонение потока в радиальном направлении, причем выпускное пространство окружено втулкой, имеющей выпускные отверстия, размер которых может регулироваться путем поворота втулки, отличающийся тем, что между дроссельной областью (8) и выпускным пространством (10) расположен канал (9; 24; 27; 31), поперечное сечение которого увеличивается в направлении потока и который ограничен примыкающей снаружи к седлу (2; 36) клапана цилиндрической наружной стенкой (13) и примыкающей к запорному элементу внутренней стенкой (14; 23; 32), которая имеет наклон относительно оси (А) в направлении потока и образована профилированным элементом (17; 22; 26; 30), соединенным с запорным элементом (3).

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что наклонная стенка (14; 32) имеет коническую форму.

3. Клапан по п.1, отличающийся тем, что угол наклона наклонной стенки (23) относительно оси (А) увеличивается в направлении потока.

4. Клапан по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что запорный элемент (3) представляет собой пластину, на задней стороне которой расположен профилированный элемент (17; 30).

5. Клапан по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что запорный элемент (21) представляет собой уплотнительное кольцо, несомое профилированным элементом (22; 26).

6. Клапан по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что профилированный элемент (17; 22; 26; 30) выполнен из пластмассы.

7. Клапан по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что выполненный в виде одной детали элемент (16; 28) окружает впускную зону (7), несет седло (2) клапана и образует наружную стенку (13) канала (9).

8. Клапан по п.7, отличающийся тем, что выполненный в виде одной детали элемент (28) окружает также выпускное пространство, продолжается дальше и за этим пространством имеет крепежный участок (29) для крепления к другим элементам клапана.

9. Клапан по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что расстояние между седлом (2) клапана и выпускным отверстием (11) по меньшей мере в два раза больше максимальной высоты подъема клапана.

10. Клапан по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что седло (2) клапана и/или запорный элемент, и/или стенки имеют скругленные кромки и углы.

Images