ВЕНТИЛЬНАЯ ГОЛОВКА Российский патент 1995 года по МПК F16K3/08 

Изобретение относится к водоразборной технике, в частности к бытовой сантехнической арматуре.

Известна вентильная головка водоразборного крана, содержащая корпус, маховик, соединенный со штоком, направляющий элемент в виде колпака с резьбой и запорный клапан с уплотнительной прокладкой и конической насадкой. Резьба, образованная на наружной поверхности направляющего элемента, взаимодействует с резьбой, образованной на внутренней поверхности маховика. При вращении маховика заключенные в корпус его элементы передают через резьбовое соединение с направляющим элементом возвратно-поступательное движение штоку, в результате чего запорный клапан отходит.

Недостатки известной вентильной головки заключаются в повышенной металлоемкости, а также в низкой износоустой- чивости, связанной с нарушением резьбовых соединений, что приводит к нарушениям регулировки расхода воды, а также к повышению требований, предъявляемых к уплотнительным средствам.

Недостатки, присущие известной вентильной головке, в значительной степени устранены в конструкции, которая по своей технической сущности может быть рассмотрена в качестве прототипа. Устройство содержит корпус с затвором из набора подвижных и неподвижных плоских шайб с проходными отверстиями, опирающихся на упругую прокладку, и поворотный шток привода, герметизированный уплотнительными кольцами. Шток снабжен выступами, по периферии неподвижной шайбы выполнены сегментные пазы, а затвор с упругой прокладкой снабжен охватывающей его обоймой, закрепленной на выступах штока, которые расположены в пазах шайбы с возможностью ограничения угла поворота штока. Шайбы изготовлены, например, из металлокерамики, что обеспечивает их высокую изностойкость.

Такое выполнение вентильной головки водоразборного крана обеспечивает его более высокую надежность в работе. Однако наличие большого количества деталей усложняет конструкцию, приводит к большим затратам как при изготовлении, так и при сборке. Кроме того, выполнение системы ограничения в виде выступов, расположенных в пазах неподвижной шайбы, приводит к возможности механических повреждений в виде сколов шайбы и выходу конструкции из строя. Наличие резких переходов в конструкции вентильной головки на пути потока воды приводит к возникновению шума и вибраций во время эксплуатации головки.

Технический результат предложенного конструктивного решения заключается в повышении надежности и долговечности вентильной головки. Кроме того, предложенная конструкция вентильной головки обеспечивает устранение шума и вибраций во время ее эксплуатации, что улучшает эксплуатационные характеристики.

Для достижения данного технического результата в вентильной головке, содержащей корпус, в котором установлен поворотный шток привода, герметизированный уплотнительными кольцами, рабочая часть которого имеет участок цилиндрической формы, а также затворную систему, включающую набор из подвижной и неподвижной шайб с проходными рабочими отверстиями, опирающихся на упругую прокладку, а также систему ограничения угла поворота штока, введены формирователь потока воды и ограничитель усилия сжатия плоских шайб цилиндрической формы, охватывающий корпус на участке затворной системы и снабженный двумя посадочными местами, одно из которых выполнено под упомянутую упругую прокладку для упора плоских шайб, а другое под уплотнительное кольцо, при этом формирователь потока воды выполнен в форме цилиндра из металлической сетки, верхнее основание которого, обращенное к плоским шайбам, образует угол порядка 20-35^о с плоской поверхностью шайб, торцовая поверхность штока снабжена посадочным местом под формирователь потока воды и по крайней мере двумя симметрично расположенными выступами, являющимися частью цилиндрической поверхности штока, в которых выполнены посадочные углубления для подвижной шайбы, корпус снабжен по крайней мере двумя выходными отверстиями, размеры которых сопряжены с высотой формирователя потока воды и двумя симметрично расположенными посадочными прорезями для размещения в них неподвижной шайбы, боковая цилиндрическая поверхность которой снабжена симметрично расположенными посадочными выступами, наружные поверхности несопрягаемых друг с другом торцов упомянутых шайб снабжены фасками, а система ограничения угла поворота штока образована сегментным вырезом на торце корпуса и фиксирующим радиально выступающим штифтом, установленным на штоке и одновременно являющимся фиксатором вертикальных перемещений.

Для обеспечения большей долговечности устройства даже в случае износа плоских керамических шайб верхняя рабочая часть штока, прилегающая к посадочным выступам, выполнена конической, при этом внутренняя поверхность корпуса на сопрягаемом со штоком участке также выполнена конической.

Для обеспечения надежного сопряжения вентильной головки со смесителями в нее введена обжимная гайка, при этом наружная поверхность корпуса под выходными отверстиями снабжена резьбой и имеет кольцевую прорезь в центральной части этой поверхности, в которой установлен уплотнитель, форма которого сопряжена с внутренней поверхностью обжимной гайки.

Не известны устройства, в которых есть совокупность признаков, являющихся отличительными в заявляемом устройстве, т.е. предложенное техническое решение является новым.

Заявляемое устройство имеет изобретательский уровень, так как оно явным образом не следует из уровня техники. Были проведены экспериментальные изыскания, позволившие выявить отличительные признаки устройства, обеспечивающие достижение технического результата.

На фиг. 1-3 представлена вентильная головка.

Вентильная головка содержит корпус 1, в котором установлен поворотный шток 2 привода. Шток привода герметизирован уплотнительными кольцами 3, выполненными с круглым сечением. Затворная система включает набор из подвижной 4 и неподвижной 5 плоских шайб, которые могут быть выполнены из керамики с притертыми сопрягаемыми поверхностями. Шайбы выполнены с проходными отверстиями 6 и фасками на несопрягаемых поверхностях. Подвижная шайба 4 установлена в посадочных местах, выполненных в виде углублений в двух симметрично расположенных выступах 7 штока 2, который снабжен также кольцевым посадочным местом под формирователь 8. Формирователь выполнен из металлического сетчатого полотна в форме цилиндра и имеет плоское основание 9, расположенное под углом 20-35^о к оси головки и обращенное к шайбам 4 и 5. Корпус 1 с выходными отверстиями 10 выполнен также с посадочными прорезями 11 под неподвижную шайбу 5. Для прочной сборки в пакет всех элементов предусмотрен ограничитель 13 усилия сжатия плоских шайб в виде цилиндрической втулки, выполнен с посадочным углублением под упругую прокладку 13, на которую опираются 4 и 5, а также с посадочным местом под уплотнительную прокладку 14. Радиально выступающий штифт 15 входит в систему ограничения угла поворота (сегментный вырез в корпусе не показан) и является фиксатором вертикальных перемещений.

Сборка вентильной головки производится следующим образом.

На шток надевают два резиновых кольца, смазывают смазкой ЦИАТИМ 201, вставляют в корпус и устанавливают штифт. Затем устанавливают две шайбы: первой подвижную в посадочных углублениях штока, второй неподвижную в соответствующие прорези корпуса. Собранный таким образом узел прочно скрепляют с помощью ограничителя усилия сжатия в виде цилиндрической втулки, снабженной упругой прокладкой для упора упомянутых шайб, устанавливая его на плотной посадке на соответствующим образом обработанной поверхности корпуса. При этом такое выполнение ограничителя снижает усилие сжатия, приходящееся на керамические шайбы, тем самым предохраняя их от возможных разрушений и увеличивая срок службы вентильной головки в целом.

Вентильная головка работает следующим образом.

В закрытом положении проходные отверстия 6 шайбы не совпадают и вода к потребителю не поступает. При повороте штока 2 по мере увеличения площади проходных отверстий увеличивается расход воды до требуемого, причем угол поворота штока задается сегментным вырезом в торце корпуса в разумных пределах (180, 90^о) и обеспечивается радиально выступающим штифтом, установленным в штоке, при его перемещении в пределах сегментного выреза. Благодаря наличию штифта исключено возвратно-поступательное движение штока.

Из практики эксплуатации водоразбоpной техники известно, что шум и вибрация текущей среды возникают при ее резком переходе с участка с меньшим диаметром на участок с большим диаметром. Наличие формирователя потока воды, основание которого обращено к плоской поверхности подвижной шайбы и составляет угол порядка 20-35^о с указанной плоской поверхностью шайбы, снабженной скругленной радиальной фаской с углом порядка 35-45^о, приводит к тому, что поток движется плавно без завихрений, основная масса его обтекает поверхность формирователя, при этом живое сечение для прохода воды не уменьшается, а явление шума и вибраций существенно снижается.

В разработанном макете вентильной головки все металлические детали были выполнены из латуни ЛС-59. Формирователь потока воды выполнен из латунной сетки с размером ячеек 0,4х0,4 мм.

Изобретение может найти широкое применение в качестве надежного средства прерывания и распределения жидких потоков, в частности, в бытовой сантехнической арматуре.

Сущность изобретения: торцовая сторона полого цилиндра из металлической сетки расположена под углом 20 - 35° к оси цилиндра. Цилиндр установлен в глухом отверстии штока и обращен наклонной торцовой стороной к подвижной шайбе. На шайбе выполнены два симметрично расположенных выступа, в корпусе - две симметрично расположенные ответные прорези для выступов. На неконтактирующих друг с другом торцах шайб выполнены фаски. Ограничитель на штоке выполнен в виде радиально закрепленного штифта, предотвращающего осевое перемещение штока. Втулка одним концом надета на корпус, а в другом ее конце выполнена расточка, в которой размещена уплотнительная прокладка. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ВЕНТИЛЬНАЯ ГОЛОВКА, содержащая корпус с входным и выходным отверстиями и полостью, затвор в виде подвижной и неподвижной плоских шайб с проходными отверстиями, приводной шток, цилиндрическая часть которого, размещенная в полости, загерметизирована уплотнительным кольцом, на конце штока выполнены два симметричных выступа, взаимодействующих с подвижной шайбой, втулку, на кольцевой поверхности которой размещено уплотнительное кольцо, контактирующее с торцом неподвижной шайбы, гайку, взаимодействующую с корпусом, причем на торце корпуса выполнен упор в виде сегментного выступа, взаимодействующего с ограничителем поворота, размещенным на приводном штоке, отличающаяся тем, что она снабжена полым цилиндром из металлической сетки с наклонной торцевой стороной, цилиндр установлен в глухом отверстии штока и обращен к подвижной шайбе наклонной торцевой стороной, образующей с плоскостью шайбы угол 20 - 35^o, на неподвижной шайбе выполнены два симметричных выступа, а в корпусе две симметричные ответные прорези для выступов, на неконтактирующих друг с другом торцах шайб выполнены фаски, ограничитель на штоке выполнен в виде радиально закрепленного штифта, предотвращающего осевое перемещение штока, втулка одним концом надета на корпус, а в другом ее конце выполнена расточка, в которой размещена уплотнительная прокладка. 2. Головка по п.1, отличающаяся тем, что на боковой стенке полости выполнена кольцевая коническая поверхность, а на штоке ответная коническая поверхность, и шток установлен с возможностью контакта указанных поверхностей.

Головка по п. 1, отличающаяся тем, что на наружной поверхности корпуса выполнена резьба, ответная резьбе гайки, а в гайке выполнена расточка, в которой размещено уплотнительное кольцо, контактирующее с гладкой цилиндрической поверхностью корпуса.