КРАН И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КРАНОМ Российский патент 1996 года по МПК F16K1/00 

Изобретение относится к гидрораспределительным устройствам и может быть использовано для дозированного разбора воды из системы водоснабжения.

Известен водопроводный кран, включающий корпус и седло, взаимодействующее с клапаном, оснащенным уплотнительным элементом. (1).

Недостаток указанного крана заключается в непрерывном и нерациональном расходовании воды, например для гигиенических целей.

Известен также водозаборный кран, содержащий корпус и подпружиненный шток, оснащенный клапаном, в котором во избежание разбрызгивания в полости корпуса по ходу течения воды установлен ряд размещенных на несущем стержне перфорированных дисков. (2).

Недостаток известного водозаборного крана заключается в существенной нагрузке на поверхность клапана действием давления воды, в результате затруднен его подъем при дозированном водоразборе.

Задачей изобретения является облегчение процесса дозированного забора жидкости из гидросистемы, находящейся под давлением.

Указанная задача достигается тем, что клапан предлагаемого крана выполняют шарообразной формы, а его седло в виде тора. При этом и клапан, и его седло посадки покрывают однородным и эластичным материалом, обладающим высоким коэффициентом трения, например резиной, наконечник толкателя выполняют сферическим, а водосборник в виде сильфона.

Для забора порции воды перекрывают выход сильфонного водосборника и, отклоняя "на себя" толкатель, перекатывают шарообразный клапан по поверхности седла-тора, открывая сегментного вида щель, через которую устремляется внутрь сильфона жидкость. Последняя, соудараясь о эластичные и ребристые стенки водосборника, теряет скорость течения и заполняет собою его полость. При отпускании толкателя "от себя" шарообразный клапан садится в свое седло, затем открывают выход сильфона и сливают, например, для мытья рук порцию воды.

На фиг. 1 показан общий вид крана; на фиг. 2 рабочий момент забора жидкости из гидросистемы.

Предлагаемый кран включает в себя корпус 1 (фиг. 1), взаимодействующий с пробкой 2, в полости 3 которого размещен шаровый клапан 4 с обрезиненной поверхностью и торообразным седлом 5, облицованным одноименным с клапаном материалом 6 повышенного коэффициента трения и испытывающим давление жидкости в направление стрелок 7 при перекрытии ним выходного канала 8.

На корпусе 1 в его нижней части, выполненной с кольцевой канавкой, закреплен сильфонный водосборник 9, включающий атмосферное отверстие 10 и закрывающий собой толкатель 11, оснащенный наконечником 12. При этом суммарная длина толкателя с наконечником меньше, чем длина сильфона.

В нижней части сильфонной водосборник 9 содержит выходной канал 13, а корпус оснащен муфтой 14 для крепления к гидропроводу, например питьевой воды (не показан).

Клапан 4 (фиг. 2) приводится в действие в направлении стрелок 15 путем его принудительного перекатывания по сферическому тору седла 5. Жидкость заполняет полость сильфонного водосборника 16 при отклонении толкателя 11 по траектории "качания маятника" в направлении 17 (с предварительным подъемом торца сильфона 9 в направлении стрелки 18 до плоскости 19, касающейся поверхности шарового наконечника 12).

Монтаж предлагаемого крана проводят так: корпус 1 (фиг. 1) закрепляют резьбовой муфтой 14 на трубопровод гидросистемы, а в полость 3 корпуса 1 предварительно размещают шаровый клапан 4, неподвижно закрепленный на толкателе 11, на свободный конец которого затем навинчивают сферический наконечник 12, после чего толкатель с наконечником (и нижней частью корпуса) погружают в сильфонный водосборник 9, охватывающий собой выходной канал 8 истечения жидкости. Упомянутый водосборник содержит в верхней части отверстие 10, связывающее его полость с атмосферой. Сверху (по оси корпуса) закрепляют на уплотнительной прокладке герметизирующую пробку 2.

Для привода в действие предлагаемого крана поступают так: нажимают ладонями рук на нижнюю часть сильфонного водосборника 9 (фиг. 2) в направлении стрелки 18 и, как только рука коснется сферического наконечника 12, перекрыв выход в плоскости 19, перемещают толкатель вместе с сильфоном "на себя" по траектории 17. При такой нагрузке шаровый клапан 4 перекатывается по сферической поверхности торообразного седла 5 в направлении стрелок 15, освобождая выход жидкости сегментную щель 8. Струя воды, ударяясь о ребристую поверхность полости сильфона 9, теряет свою скорость и концентрируется в нижней части полости, вытесняя воздух по стрелке 16 в атмосферу.

Для слива порции воды из полости сильфонного водосборника отпускают наконечник 12. Тогда действием давления жидкости в полости корпуса шаровый клапан садится в свое седло и устройство принимает вид, изображенный на фиг. 1.

Следует отметить, что, дозированный забор жидкости (например, питьевой воды из системы водоснабжения) существенно затруднен из-за наличия давления на клапан. К тому же, вырвавшаяся из полости корпуса вода действием давления разбрызгивается по сторонам, в результате дозированный отбор жидкости из системы под давлением не нашел широкого применения.

Предлагаемый кран решает проблему отбора порций питьевой воды из системы водоснабжения, находящейся под давлением, путем перекатывания шарообразного клапана по торообразному седлу, чем значительно экономится вода при выполнении гигиенических целей. В этом случае толкатель выполняет функцию рычага, облегчающего процесс перекатывания шарообразного клапана. В этом случае при подъеме клапана путем качения по тору седла открывается сегментного вида щель, величина которой (а значит и пропускная способность) строго зависит от угла отклонения толкателя по траектории движения маятника. При этом усилие разгерметизации полости корпуса крана зависит от длины рычага-толкателя, а сам клапан не поднимают традиционно в полости указанного корпуса, как в рукомойнике, а перекатывают по сфере торообразного седла. В этом случае сфера клапана, большая по диаметру, чем диаметр тора седла, без пробуксовки перемещается по указанному тору, ибо последний подковой охватывает сферу клапана, а жидкость давит на поверхность последнего, улучшая их контакт. При этом, чем меньшим будет диаметр торообразного седла и большим диаметр клапана, тем легче перекатывать клапан по тору его седла, даже при сильном давлении. Сильфонный же водосборник, выполненный из эластичного материала, своими ребристыми стенками погасит любую скорость течения жидкости и соберет ее у выхода порцией нужного объема. В этом случае воздух из сильфона вытеснится в атмосферу, уступив место порции воды.

Способ управления краном, включающий посредством толкателя подъем клапана, прижатого в полости корпуса давлением жидкости, над его седлом заключается в том, что предварительно сжимают сильфонный водосборник вдоль оси корпуса до момента касания наконечника толкателя и перемещают указанный толкатель по траектории "качания маятника" с возможностью перекатывания шарообразного клапана по сферической поверхности седла-тора и образования этим действием сегментной щели между взаимодействующими элементами крана клапаном и его седлом. После забора жидкости отпускают толкатель в исходное положение и открывают канал водосборника-сильфона для слива из его полости порции воды.

Предлагаемый кран специального назначения и может устанавливаться, например, для дозированного расхода воды при мытье рук на посудомойке, в цехах, где мытье рук обязательно при техническом процессе производства изделий и т. п. во избежание расточительного расхода питьевой воды для технических целей.

Предлагаемый кран обеспечивает интенсивный, но дозированный расход воды, прост конструктивно и долговечен в работе.

Использование: для дозированного разбора воды из системы водоснабжения. Сущность изобретения: в корпусе установлен управляемый толкателем привода клапан, взаимодействующий с седлом. Толкатель охватывает водосборник. Седло выполнено торообразным с покрытием из эластичного материала с высоким коэффициентом трения (резина). Клапан выполнен шарообразным с покрытием из эластичного материала, одноименного покрытию седла. Наконечник толкателя выполнен сферическим, водосборник - в виде сильфона, в полости к-рого размещен наконечник. Суммарная длина толкателя и наконечника меньше длины сильфона. В верхней части сильфона выполнено отверстие, сообщающее его полость с атмосферой. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Кран, например, водоразборный, содержащий корпус, установленный в полости корпуса, и управляемый толкателем привода клапан, взаимодействующий с седлом, и водосборник, охватывающий толкатель, отличающийся тем, что седло выполнено в форме тора, покрыто эластичным материалом, обладающим высоким коэффициентом трения, например, резиной, клапан выполнен шарообразной формы и покрыт эластичным материалом, аналогичным материалу, покрывающему седло, наконечник толкателя изготовлен сферическим, а водосборник например, в виде сильфона, в полости которого размещены толкатель и соединенный с ним наконечник, при этом суммарная длина толкателя и его наконечника короче длины сильфона. 2. Кран по п. 1, отличающийся тем, что в верхней части сильфона-водосборника выполнено отверстие, посредством которого полость сильфона-водосборника сообщена с атмосферой. 3. Способ управления краном, включающий подъем клапана, прижатого давлением жидкости к его седлу, отличающийся тем, что предварительно перед забором порции жидкости сжимают водосборник вдоль его оси до момента касания наконечника толкателя и перемещают толкатель, например, по траектории качания маятника с возможностью перекатывания шарообразного клапана по поверхности торообразного седла и образования сегментной щели между взаимодействующими поверхностями клапана и его седла, а после забора жидкости в полость водосборника отпускают толкатель в исходное положение и открывают выходной канал водосборника для слива из его полости порции жидкости.