СМЕННАЯ ГОЛОВКА ВЕНТИЛЯ Российский патент 1997 года по МПК F16K3/08 

Изобретение относится к сантехнической арматуре, в частности к водоразборным вентилям с керамическими дисками, и может быть использовано при ремонте и восстановлении санитарно-технического оборудования.

Известная сменная головка вентиля, содержащая корпус с затвором из набора подвижных и неподвижных плоских шайб с проходным отверстием и поворотный шток привода, герметизированный уплотнительным кольцом [1]
Недостатком известного устройства является ускоренный износ плоских шайб и низкая надежность.

Известна сменная головка вентиля, в котором плоские шайбы выполнены из керамического материала в виде дисков [2] В этой головке уменьшен износ плоских шайб, однако из-за механического сцепления шпинделя крана с поворотным диском надежность устройства низка, причем конструкция головки сложна в изготовлении.

Также известна сменная головка вентиля, в которой частично устранены недостатки описанных выше головок [3] В этом устройстве верхний диск выполняет функцию направляющей и одновременно ограничивает поворот управляющего органа. Такое совмещение функций упрощает конструкцию за счет уменьшения комплектующих, но одновременно с этим имеет низкую технологичность и надежность.

Из патентной литературы известна сменная головка вентиля, рассматриваемая заявителем в качестве прототипа, содержащая корпус с контргайкой и уплотнителем, расположенный в нем шпиндель с уплотнительным элементом и обоймой запирающего устройства с керамическим подвижным диском и установленным в корпусе керамическим неподвижным диском с уплотнительным кольцом, причем в дисках и корпусе выполнены окна для прохода среды, а шпиндель с корпусом связан стопорным средством [4] Известное устройство обладает следующими недостатками. Так поворотный шпиндель контактирует с корпусом непосредственно металл по металлу, что ведет к дополнительному износу в результате трения и снижению надежности. Размеры керамических дисков не подобраны с учетом всех режимных параметров и характеристик работы устройства, что ведет к преждевременному износу и поломке дисков и соответственно головки вентиля, т. е. технологичность устройства низкая. Также имеется сложность выполнения средств стопорения шпинделя относительно корпуса.

Задача изобретения состоит в устранении отмеченных недостатков, а именно в обеспечении долговечности работы вентиля, уменьшения гидравлического сопротивления потоку жидкости, повышения технологичности и надежности устройства в целом.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем корпус с контргайкой и уплотнителем, расположенный в нем шпиндель с уплотнительным элементом и обоймой запирающего устройства с керамическим подвижным диском и установленным в корпусе керамическим неподвижным диском с уплотнительным кольцом, причем в дисках и корпусе выполнены окна для прохода среды, а шпиндель с корпусом связан стопорным средством, в верхней части корпуса выполнен внутренний радиальный упор, на верхней торцевой поверхности которого выполнена проточка, а в шпинделе установлен стопор, выступающая часть которого входит в упомянутую проточку, при этом между нижней торцевой поверхностью внутреннего радиального упора и ответной поверхностью шпинделя установлено фторопластовое кольцо, а отношение высоты к диаметру керамических дисков составляет 0,14 0,21.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена сменная головка вентиля в разрезе, на фиг. 2 разрез А-А по фиг. 1, на фиг. 3 - разрез через окна корпуса, на фиг. 4 один из керамических дисков.

Сменная головка вентиля содержит корпус 1 с размещенным в нем шпинделем (осью) 2. На наружной поверхности корпуса 1 установлена контргайка 3 с уплотнителем 4. На конце шпинделя, находящемся в корпусе 1, выполнена обойма запирающего устройства 5, в которой расположен керамический подвижный диск 6, причем обойма выполнена так, что керамический подвижный диск после установки выступает за торцевую поверхность обоймы 5. А в корпусе 1 установлен керамический неподвижный диск 7, сопряженный торцевой поверхностью с ответной торцевой поверхностью упомянутого подвижного диска 6. При этом под неподвижным диском 7 в корпусе 1 установлено уплотнительное кольцо 8 для соединения и уплотнения арматуры. Неподвижный и подвижный диски выполнены с окнами 9 для прохода среды, причем форма окна в обоих дисках выполнена идентичной. Для прохода потока среды в корпусе также выполняются окна 10, которые расположены в одном направлении. Выполнение окон 10 осуществляется за один проход инструмента, что повышает технологичность устройства. В верхней части корпуса 1 выполнен внутренний радиальный упор 11, на верхней торцевой поверхности которого выполнена проточка 12. В данной конструкции проточка 12 выполнена по форме сегмента. При этом в шпинделе 2 установлен стопор 13, выступающая часть которого входит в упомянутую проточку 12 и выполняет функцию стопорного средства, связывающего шпиндель 2 и корпус 1. Для уменьшения трения металл о металл между нижней торцевой поверхностью внутреннего радиального упора и ответной поверхностью шпинделя 2 установлено фторопластовое кольцо 14. Введение фторопластового кольца приведет к снижению трения между движущимися элементами. Заявителем предложено отношение высоты к диаметру керамических дисков выполнять в интервале 0,14 0,21. При таком соотношении параметров дисков повышается надежность устройства. В частном случае предложено диаметр дисков выполнять равным 14 мм, а высоту можно выполнять 2 3 мм. Шпиндель 2 относительно корпуса 1 уплотнен уплотнительным элементом 15.

Установка сменной головки вентиля в корпусе самого вентиля осуществляется при вращении ручки 16 шпинделя. При вращении корпус 1 головки вворачивается в корпусную деталь вентиля до прекращения течи из выходного отверстия арматуры. Вращение корпусу 1 головки передается стопором 13 шпинделя 2. Вворачиваясь в корпус вентиля, корпус сменной головки вентиля перемещает с собой шпиндель 2, керамические диски и уплотнительное кольцо 8 и тем самым герметизирует выходное отверстие относительно нижней торцевой поверхности неподвижного диска 7. Рабочее положение корпуса 1 сменной головки вентиля фиксируется контргайкой 3, которая одновременно герметизирует его уплотнителем 4 относительно корпуса вентиля. На фиг. 5 приведен один из возможных вариантов установки сменной вентильной головки на корпусе вентиля.

В закрытом положении проходные окна 9 дисков 6 и 7 полностью перекрываются и среда к потребителю не поступает. При повороте шпинделя 2 по мере увеличения площади проходного сечения окон дисков увеличивается расход до требуемого, причем ограничение угла поворота шпинделя обеспечивается упором стопора 13 в границы сегментной проточки 12.

Предлагаемая головка вентиля обладает следующими преимуществами по сравнению с прототипом и другими известными решениями: установка фторопластового кольца ведет к уменьшению трения взаимно перемещающихся поверхностей шпинделя и корпуса; форма стопорного средства упрощает технологию его изготовления и повышает надежность устройства; предложенное соотношение параметров керамических дисков обеспечивает долговечность работы головки; выполнение окон корпуса за один проход ведет к уменьшению гидравлического сопротивления потоку среды.

Сменная головка вентиля обладает хорошими условиями монтажа и малой металлоемкостью.

Использование: в сантехнической арматуре, в частности, в водоразборных вентилях с керамическими дисками. Сущность изобретения: в верхней части корпуса выполнен внутренний радиальный упор. На верхней торцевой поверхности упора выполнена проточка. В шпинделе установлен стопор. Выступающая часть стопора входит в проточку. Между шпинделем и упором установлено фторопластовое кольцо. Отношение высоты к диаметру керамических дисков составляет 0,14 - 0,21. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Сменная головка вентиля, содержащая корпус с контргайкой и уплотнителем, расположенный в нем шпиндель с уплотнительным элементом и обоймой запирающего устройства с керамическим подвижным диском и установленным в корпусе керамическим неподвижным диском с уплотнительным кольцом, причем в дисках и корпусе выполнены окна для прохода среды, а шпиндель с корпусом связан стопорным средством, отличающаяся тем, что в верхней части корпуса выполнен внутренний радиальный упор, на верхней торцевой поверхности которого выполнена проточка, а в шпинделе установлен стопор, выступающая часть которого входит в упомянутую проточку, при этом между нижней торцевой поверхностью внутреннего радиального упора и ответной поверхностью шпинделя установлено фторопластовое кольцо, а отношение высоты к диаметру керамических дисков составляет 0,14 0,21. 2. Головка вентиля по п.1, отличающаяся тем, что окна в корпусе выполнены в одном направлении. 3. Головка вентиля по п.1, отличающаяся тем, что окна в керамических дисках в одном из крайних положениях шпинделя совпадают по форме. 4. Головка вентиля по п.1, отличающаяся тем, что проточка на верхней торцевой поверхности внутреннего радиального упора выполнена в форме сегмента. 5. Головка вентиля по п.1, отличающаяся тем, что диаметр керамического диска равен 14 мм, а высота составляет 2 3 мм. 6. Головка вентиля по п.1, отличающаяся тем, что окна в корпусе выполнены за один проход инструмента.