UA60341C2 - Насадка вентиля термостата - Google Patents

Abstract

Запропоновано насадку вентиля термостата з корпусом (16), термостабілізуючим елементом (2), який через проміжний елемент діє на виконавчий елемент (7), і пристроєм регулювання (11, 12, 20-22, 26-28), який визначає робочий зв’язок між термостабілізуючим і виконавчим елементами. Проміжний елемент має пружину стиснення (5), яка діє на виконавчий елемент (7), а пристрій регулювання (11, 12) діє на торець (6) шпинделя через пружину (5). Така конструкція спрощує обслуговування.

Description

Бажано також, щоб тертя між першим гвинтовим елементом і шпинделем було низьким. Тому бажано виготовляти шпиндель з такого синтетичного матеріалу, який має низький коефіцієнт тертя при взаємодії з першим гвинтовим елементом. Можна встановити між першим гвинтовим елементом і шпинделем проміжну шайбу, наприклад, з політетрафторуретану.

Другий гвинтовий елемент має бути зв'язаний з виконавчим елементом співвісно з ним. Виконавчий елемент створює опір дії пружини і, отже, є опорою для неї, внаслідок чого забезпечується однозначний зв'язок між переміщенням шпинделя, пружиною і виконавчим елементом. Жорсткий зв'язок у осьовому напрямку не виключає можливості коригування їх взаємного розташування. Такий зв'язок можна, наприклад, виконати через гвинтове з'єднання, яке звичайно є у приводах.

Доцільно оснастити пристрій регулювання зубчастим зачепленням, у якому продовженням вихідного колеса є перший гвинтовий елемент. Це зачеплення дозволяє перетворити оберти двигуна у оберти першого гвинтового елемента. Виконання гвинтового елемента як частини зубчастого колеса не лише полегшує виготовлення, але й забезпечує надійність робочого зв'язку.

Осі усіх зубчастих коліс мають мати однаковий напрямок. Передача моменту від привідного двигуна до гвинтового елемента має здійснюватись лише через кромки коліс, що забезпечує, мінімальні втрати у зачепленні.

Зубчасте зачеплення включає вхідне колесо, яке висувається з корпусу і яке можна обертати ззовні. Це означає, що діаметр цього колеса має бути достатнім для забезпечення достатньо великого бажаного коефіцієнта передачі між привідним двигуном і гвинтовим елементом.

Зокрема бажано, щоб вхідне зубчасте колесо знаходилось у корпусі, а його опорні шийки створювали низьке тертя з корпусом. Зумовлені цим низькі втрати дозволяють застосувати відносно невеликий двигун і досягти мінімальних витрат електроенергії.

Бажано виготовляти корпус і вхідне зубчасте колесо з синтетичних матеріалів, які добре узгоджуються між собою і забезпечують низькі втрати у цій частині. Крім того, це знижує витрати на виготовлення.

Бажано розташовувати привідний двигун пристрою регулювання у окремому корпусі, закріпленому на корпусі насадки. Цей привідний двигун приводить у дію вхідне колесо. Корпус приводу може містити батареї, які є джерелом живлення привідного двигуна. Крім того, у корпусі приводу можуть бути розміщені компоненти і елементи, необхідні для керування приводом, наприклад, пристрій для прийому сигналів від центрального пристрою керування або таймер.

Доцільно передбачити у корпусі приводу щілину для прийому вхідного зубчастого колеса, але у решті корпус має бути закритим, щоб звести до мінімуму можливість проникнення у корпус приводу забруднюючих часток.

У зубчастому зачепленні передбачено ведучу шестірню, яка утворює з вихідним зубчастим колесом зачеплення з можливістю осьового зсуву у межах, що відповідають щонайменше робочому ходу шпинделя у робочій зоні. Завдяки цьому уможливлюється встановлення завдань, тобто збереження зачеплення, що забезпечує робочу взаємодію між термостабілізуючим і виконавчим елементами у робочій зоні насадки. У робочій зоні шпиндель знаходиться під дією двох факторів. По-перше, він пересувається під час регулювання упора пружини, що викликає зміну активної довжини проміжка між термостабілізуючим і виконавчим елементами. По-друге, він рухається, коли спрацьовує термостабілізуючий елемент і шпиндель тисне на вентиль калорифера, закриваючи його. У обох випадках процес регулювання не порушується, оскільки вихідне зубчасте колесо і ведуча шестерня можуть ковзати одне відносно одного у осьовому напрямку без втрати зачеплення між ними. Поява надлишкового тиску на шпиндель призводить до того, Що він покидає робочу зону, але зачеплення між ведучою шестернею і вихідним зубчастим колесом не порушується, оскільки шпиндель роз'єднується з першим гвинтовим елементом. У цьому стані регулювання залишається можливим і навіть полегшується, оскільки з від'єднанням шпинделя від гвинтового елемента зникає тертя між ними.

Бажано передбачити запобіжник повороту для шпинделя, який відвертав би повертання шпинделя відносно термостабілізуючого елемента. Це поліпшує керування. Без такого запобіжника обертався б весь вузол, що утруднило б коригування.

Далі наведено детальний опис прикладів бажаного втілення винаходу з посиланнями на креслення, у яких: фіг.1 - схематичне зображення перетину насадки термостату, фіг.2 - збільшене зображення вузла регулювання згідно з одним з втілень винаходу і фіг.3 - перетин І-І з фіг.1.

На фіг.1 зображено насадку 1 з термостабілізуючим елементом 2, який містить сильфон З з встановленим у ньому шпинделем 4. Термостабілізуючий елемент 2 заповнено речовиною, наприклад, рідиною, здатною збільшувати об'єм з підвищенням температури і зменшувати його з зниженням температури. Отже, з підвищенням температури сильфон З стискається і шпиндель 4 зміщується униз.

У шпинделі 4 встановлено пружину стиснення 5 передачі тиску, яка упирається у верхній торець (6) шпинделя 4. Торець 6 може бути відкритим. Другим кінцем пружина передачі тиску лежить на виконавчому елементі - конусі 7, нижня частина якого утворює опорну поверхню 8 для штовхача (не показаного). Тиск штовхача викликає подальше дроселювання вентиля калорифера.

На периферії свого нижнього кінця шпиндель 4 має фланець 9, яким він через прокладочну тефлонову (політетрафторетиленову) шайбу 10 опирається на перший гвинтовий елемент 11. Гвинтовий елемент 11 вгвинчено у другий гвинтовий елемент 12, який іншою своєю частиною утворює єдине ціле з основою 13, у яку вгвинчено конус 7. Основа 13, однак, відтискається пружиною 14 догори, тобто від штовхача вентиля (не показаного) і утримується запобіжником 15 обертального руху, встановленим у корпусі 16, тобто вона може пересуватись відносно корпусу у осьовому напрямку, але не може обертатись.

На фіг.2 у збільшеному вигляді зображено пару гвинтових елементів 11, 12. Гвинтовий елемент 11 має першу трапецеїдальну різьбу 17, гвинтовий елемент 12 - другу трапецеїдальну різьбу 18. Між шпинделем 4 і першим гвинтовим елементом 11 закладено шайбу. Шпиндель 4 і елемент 11 бажано виготовляти з матеріалів з низьким тертям між ними.

Шпиндель 4 забезпечено запобіжником 15 повороту, який утримується у корпусі 16 виступом 19 і відвертає можливість повертання шпинделя 4.

Шпиндель 4 відтискається від конусу 7 пружиною 5 і своїм фланцем 9 утримується першим гвинтовим елементом 11. Повертання першого гвинтового елемента 11 у другому гвинтовому елементі 12 змінює довжину, на якій розміщується пружина 5, тобто відстань між конусом 7 і торцем 6 шпинделя 4, на який спирається пружина 5. Відповідно, термостабілізуючий елемент 2 починає відпрацьовувати раніше або пізніше. Коли відстань між конусом 7 і торцем 6 збільшується, то через термостабілізуючий елемент 2 при тій же зовнішній температурі вентиль термостату буде дросельований раніше, ніж при меншій відстані.

Для зміни цієї відстані передбачено вихідне зубчасте колесо 20, яке утворює єдине ціле з гвинтовим елементом 11 і являє собою зубчастий привідний елемент. Вихідне зубчасте колесо 20 знаходиться у зачепленні з ведучою шестірнею 21, яка у свою чергу утворює єдине ціле з вхідним зубчастим колесом 22.

Ведуче 21 і вхідне 22 зубчасті колеса мають опорну шийку 23, виготовлену з пластмаси, яка може вільно обертатись у пластмасовому корпусі 16, причому вхідне колесо 22 через щілину 24 виступає назовні з корпусу 16.

На корпусі 16 закріплено привідний вузол 25, наприклад, защіпним з'єднанням. Вузол 25 має невеликий електродвигун 26, на вал 27 якого насаджено ведучу шестірню 28, зачеплену з вхідним зубчастим колесом 22.

Привідний вузол 25 має корпус 29, у якому розміщуються батареї 30, які є елементами живлення двигуна 26. Крім того, у корпусі 29 розміщено пристрій 31 керування двигуном 26. Регулятор може також бути оснащений таймером і приймальним пристроєм для прийому від центрального поста (не показаного) сигналу на уведення у дію двигуна 26. Корпус 29 має також щілину 32 для прийому вхідного зубчатого колеса 22.

Приведений у дію двигун 26 через зубчасту передачу 22, 21, 20 повертає перший гвинтовий елемент 11 відносно другого гвинтового елемента 12. Це призводить до збільшення або скорочення "робочого ходу" шпинделя, тобто відстані між торцем 6 і конусом 7. Внаслідок цього змінюється робоче зчеплення між термостабілізуючим елементом 2 і конусом 7, тобто при тій же зовнішній температурі вентиль калорифера під дією насадки 1 закриється раніше або пізніше.

При появі надлишкового тиску у термостабілізуючому елементі 2 шпиндель, долаючи дію пружини 5 передачі тиску, відтискається униз і може вийти з зчеплення з першим гвинтовим елементом 11. У цьому випадку обертання вихідного зубчастого колеса 20 буде відбуватись навіть з меншим тертям, оскільки фланець 9 не торкатиметься елемента 11.

Усі обертальні взаємодіючі деталі розташовані таким чином, щоб тертя між ними було мінімальним.

Цьому сприяє також належний вибір матеріалів. Осі обертання зубчастих коліс і ведучої шестірні паралельні між собою, і тому зубчасте зачеплення має максимальний к.к.д. Слід відзначити можливість осьового руху вихідного зубчастого колеса 20 відносно ведучої шестірні 21. Відповідно, вихідне зубчасте колесо 20 і ведуча шестірня 21 мають відносно велику осьову зону зачеплення, завдяки чому регулювання гвинтових елементів 11, 12 може здійснюватись на усьому робочому ході шпинделя 4. Ця можливість зберігається і тоді, коли шпиндель 4 від'єднується від першого гвинтового елемента 11. Зона зачеплення між вихідним зубчастим колесом 20 і ведучою шестірнею 21 достатньо велика для того, щоб зчеплення залишалось вертикальним при взаємному обертанні гвинтових елементів 11, 12 у граничних кутових межах, зокрема, зачеплення зберігається, коли термостабілізуючий елемент 2 пересуває шпиндель 4.

Й

; й

ИН З

157 ка у : ц

Зк цк хх д ФПВ-Я ХА з щх я й ЯЗ їй ху 16 , у

Ве й

Ох :

С То

Я й - Ще 1х й ої І ео У ї їх; нят ут щі ще 26 28 , Ше Я! ІЙ

І. ння, же - ЦІВ

Га / ДЕ - Оля Ша ! й д-в ув 22 Ї ; й 1-й КЗ КІ Ж в 7 / 37

Що М ан я! ЕД);

Й Де Х ще пе і 2 зве ШИ і бета с-м -3 й Де Й щу шу й 5. Х Х й дк Й

Дпранм Ой т її

ФІГ.Л1 т

Тв КМ, / у й у. і

Ди

Ко. х інши 9 1718

ФІГг.2 19 15 20 соб о (ЛАКИ «й хх

Па й

Ж Й За ут ть (моду ДІВ Ач; 16 Кон 4 16 19 :

ФІГ.З