СМЕСИТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК E03C1/04 

Изобретение относится к санитарно-техническому оборудованию и может быть использовано в системах водоснабжения, в частности, в кранах-смесителях.

Известно сливное устройство, используемое в смесителях, состоящее из бачка с седлом и выходным отверстием и размещенного внутри бачка для дозирования и автоматического открывания и закрывания выходного отверстия устройства, выполненного в виде сферического клапана положительной плавучести и Г-образного поплавка, связанных между собой гибкой тягой (RU, патент N2005140, кл. E 03 C 1/04, 1993).

Основным недостатком указанного устройства является неустойчивая работа из-за отсутствия дренажирования воздуха, неопределенная ориентация относительно седла и увеличение габаритов крана.

Наиболее близким по технической сущности к достигаемому эффекту является известный кран-смеситель, в котором сливное устройство выполнено в виде бачка с седлом и выходным отверстием и размещенного внутри бачка для дозирования и автоматического открывания и закрывания выходного отверстия, устройства, выполненного в виде сферического клапана положительной плавучести и сифонной трубки с дренажным отверстием на вершине изгиба, при этом сливной конец сифонной трубки связан с каналом в корпус бачка, сообщающимся с выходным отверстием под клапаном (RU, N2005139, кл. E 03 C 1/04,1993).

Основным недостатком указанного крана-смесителя является ограниченные возможности дренажирования через сифонную трубку и связанная с этим ограниченная область регулирования периодичности слива воды, а также наличие далеко выступающих элементов в кране-смесителе, увеличивающих его габариты.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей и надежности смесителей и экономия воды. Эта задача решается тем, что в смесителе, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, вентили, сливной бачок с седлом и выходным отверстием и размещенное внутри бачка устройство для дозирования и автоматического открывания и закрывания выходного отверстия, дренажную систему, дренажная система выполнена в виде дополнительно установленной над устройством дозирования и автоматического открывания и закрывания выходного отверстия симметрично изогнутой дренажной трубки со срезанной вершиной на верхней части изгиба, концы трубки сообщаются посредством каналов выполненных в основании бачка, с выходным отверстием, при этом площадь сечения отверстия трубки в плоскости среза, не менее удвоенной площади отверстия в поперечном сечении трубки.

На фиг. 1 изображен общий вид смесителя, на фиг.2 сечение ББ по корпусу смесителя на фиг.1 с изображением крана переключения воды с душа на сливную трубку (и наоборот), на фиг.3 сечение по АА на фиг.1, на фиг.4 вид В фиг.3, на фиг.5 сливной бачок с устройством для дозирования и автоматического открывания и закрывания выходного отверстия, выполненным в виде сферического клапана с положительной плавучестью и Г-образного поплавка, связанного с клапаном гибкой тягой, на фиг.6 изображен вариант расположения облегченного сливного бачка на конце сливной трубки смесителя, на фиг.7 изображен смеситель для моек, а на фиг.8 вид Г фигуры 8.

Смеситель (фиг. 1,3,5) состоит из корпуса 1 с вентилями 2 и выходными патрубками 3 и 4. Соединенные вместе основание 5 и кожух 6 образуют сливной (мерный) бачок, который подсоединен к корпусу 1. Выходной патрубок 4 смесителя при помощи переходного патрубка 7 соединен с основанием 5, в котором выполнены входное отверстие 8, выходное отверстие 9 и седло 10 под клапан 11.

Внутри сливного бачка размещено устройство для дозирования воды и автоматического открывания и закрывания выходного отверстия 9.

На фиг. 1 это устройство выполнено в виде сферического клапана 11 с положительной плавучестью и сифонной трубки 12, сообщающейся одним концом с выходным отверстием 9 при помощи отверстий 13 и 14, выполненных в основании 5 сливного бачка. При этом отверстие 14 выходит под основание клапана 11 под прямым или острым углом к оси выходного отверстия 9.

На фиг.5 устройство для дозирования выполнено в виде такого же сферического клапана 11 с положительной плавучестью и Г-образного поплавка 15 с выступом 16, расположенном в зоне оси вращения поплавка 15. Поплавок 15 снабжен барабаном 17 с желобом, на который наматывается гибкая тяга 18, связанная с клапаном 11. Гибкая тяга 18 располагается в пазу поплавка 15, а ее перемещение в пазу ограничено выступами 19 и 20. Внутри сливного бачка (фиг. 1,3,5) размещена дренажная трубка 21, расположенная над устройством дозирования и автоматического закрывания и открывания выходного отверстия 9. Трубка 21 выполнена симметрично изогнутой со срезом 22 вершины на верхней части изгиба. Оба конца дренажной трубки 21 крепятся в основании 5 и сообщаются с выходным отверстием 9 через отверстия 23 и 24, выполненными в основании 5. Площадь сечения отверстия трубки 21 в плоскости среза 22 не менее удвоенной площади отверстия в поперечном сечении трубки.

Сферический клапан 11 и седло 10 в обоих устройствах выполнены таким образом, что при положительной плавучести клапан 11 удерживается в седле и не всплывает за счет того, что выталкивающая сила, действующая на затопленную часть клапана, меньше веса самого клапана. Кроме того сопряжение клапана 11 с седлом 10 негерметично (что возможно, так как сливной бачок расположен за вентилями на сливе).

На фиг.2 изображен один из вариантов крана переключения воды на слив через душ или сливную трубку при расположении выходных патрубков 3 и 4 под углом 90^o. Он состоит из неподвижной втулки 25 и золотника 26 с возможностью поворота его при вращении за ручку 27. На золотнике 26 выполнены сообщающиеся между собой отверстия 28 и 29 и продольные каналы 30 и 31, сообщающиеся между собой в зоне выхода золотника 26 в выходное отверстие патрубка 4 (не показано).

На фиг.6 изображен вариант размещения сливного бачка непосредственно на конце горизонтального участка сливной трубки. В этом случае сливной бачок выполняется из более легкого материала (титановые, алюминиевые сплавы или пластмасса) и уменьшенных размеров. При этом кран переключения воды остается существующим, так как сливная трубка будет подсоединяться к патрубку 4, расположенному уже снизу от корпуса 1. Представленный смеситель снабжен дополнительно запорными устройствами, расположенными на входных патрубках 32 перед запираемыми вентилями 2 отверстиями. Запорное устройство состоит из полого корпуса 33, сообщающегося с отверстием входного патрубка 32 смесителя и размещенного внутри корпуса 33 клапана 34 с положительной плавучестью. Сопряжение клапана 34 с перекрываемым вентилями отверстием во входном патрубке 32 негерметично.

В верхней части корпуса 35 установлен винт 36 с конусом на конце, перекрывающий внутреннее дренажное отверстие 37. Радиально винту 36 в корпусе 35 выполнено наружное дренажное отверстие 37. Клапан 34 выполнен с возможностью свободного опускания на дно полости входного патрубка 32 при утечке воды из системы.

На фиг. 7 и 8 изображена компоновка смесителя для моек с использованием описанных выше сливных бачков с устройством для дозирования и автоматического открывания и закрывания выходного отверстия и запорных устройств. Обозначение позиций деталей аналогичны вышеописанным. На фиг.8 дополнительно показаны пунктирной линией отверстия 38, через которые подается горячая и холодная вода в патрубок, сообщающийся с полостью корпуса 33 запорного устройства. В зоне вырыва на фиг.8 изображено отверстие 39 через которое вода поступает через переходник 7, выполненный в виде угольника, в сливной бачок.

Работа смесителя выполняется следующим образом. В исходном положении клапаны 11 располагаются в седле 10 и перекрывают выходное отверстие 9. Клапан 34 находится в крайнем верхнем положении. Отверстие во входных патрубках 32 со стороны магистрали с водой открыты, а со стороны вентилей закрыты. При небольшом открытии вентилей (одного или обоих) и поворотом рукоятки 27 на слив воды через сливную трубку (фиг.2) вода направляется через продольные каналы 30 и 31 золотника 26, отверстие выходного патрубка 4, переходного патрубка 7 и отверстия 8 основания 5 в сливной бачок, затопляя клапан 11, который по-прежнему располагается в седле 10, в начале за счет того, что вес клапана больше выталкивающей силы, действующей на затопленную часть клапана 11, а затем за счет столба жидкости, прижимающей дополнительно клапан 11 к седлу 10. По мере повышения уровня воды в сливном бачке воздух свободно вытесняется через дренажную трубу 21 и отверстия 23 и 24 в выходное отверстие 9.

При этом затапливается устройство для дозирования и автоматического открывания выходного отверстия 9.

При достижении определенного уровня (сифон затоплен не менее 2/3 сечения отверстия) (фиг. 1, 2) в сифонной трубке 21 происходит срабатывание, т.е. автоматический слив воды подсосом через трубку 21, отверстия 23 и 24 и далее в выходное отверстие 9. В зоне выхода воды из отверстия 24 в выходное отверстие 9 происходит турбулентное завихрение воды от резкого изменения направления истечения и клапан 11 оказывается затопленным уже с двух сторон. Давление на клапан выравнивается и он автоматически всплывает вверх, открывая дополнительно слив через седло 10. С этого момента слив воды осуществляется одновременно по двум отверстиям: через отверстие седла 10 и через сифонную трубку 21. При снижении уровня воды до края свободного конца сифонной трубки 21 остается истечение только через отверстие седла 10. При дальнейшем понижении уровня воды клапан 11 втягивается в седло 10 и закрывает выходное отверстие 9. Клапан 11, заключенный в пространстве между поверхностями сифонной и дренажной трубок не может выйти из этого пространства, и поэтому при сливе надежно опускается только в седло 10. И так процесс периодического накапливания воды в сливном бачке и резкого слива продолжается, пока не закроют вентили. При поступлении воды в сливной бачок согласно фиг.5 клапан 11 таким же образом удерживается в седле 10, а поплавок 15 находится в крайнем нижнем положении до тех пор, пока не будет затапливаться выступ 16. Воздух из бачка также вытесняется через дренажную трубку 21 и отверстия 23 (не показано) и отверстие 24.

При затоплении выступа 16 поплавок 15 начинает поворачиваться в положение неустойчивого равновесия, а перейдя его, совершает резкий поворот, натягивая гибкую тягу 18 и открывая клапан 11 от седла. Поплавок 15 занимает крайнее верхнее положение, упираясь в кожух 6, а клапан 11 всплывает на поверхность воды. Происходит слив воды из бачка через выходное отверстие 9. Освобождающее в сливном бачке пространство компенсируется подсосом воздуха через отверстия 23 и 24 и дренажную трубку 21 и частично непрерывно поступающей водой в сливной бачок через отверстие 8. В процессе слива воды и снижения ее уровня, клапан 11 опускается вниз и втягивается водой в седло 10, а поплавок 15 возвращается в исходное положение. И так процесс периодического слива повторяется, пока не будут закрыты вентили. Гибкая тяга 18 выбрана такой длины, чтобы обеспечить свободное расположение клапана 11 в седле (без натяга нити) и чтобы к моменту начала резкого поворота поплавка 15 не было натяга. И только к моменту близкому максимальной кинетической энергии поплавка, гибкая тяга находится в натяжении. Такой расчет длины гибкой тяги не позволяет клапану 11 опускаться помимо седла 10 и обеспечивает надежный отрыв клапана 11. Для обеспечения наилучшего дренажа необходимо концы дренажных отверстий расположить в выходном отверстии 9 ниже сливных отверстий, а выходное отверстие 9 выполнить по сечению больше (примерно на 10-30%) суммарного сечения сливных отверстий от седла 10 и от сифонной трубки отверстия 24 для бачка на фиг.1 и 3.

В сливном бачке на фиг.5 слив в выходное отверстие 9 происходит только через одно отверстие (у седла 10), которое значительно меньше сечения выходного отверстия 9. Периодичность слива зависит от степени открытия вентилей. Чем больше будут открыты вентили, тем чаще будет происходить периодический слив, пока, наконец, не наступит непрерывный слив. В этом положении клапаны 11 будут постоянно находиться вне седла 10, а поплавок 15 (фиг.5) в крайнем верхнем положении. Для экстренного слива воды (при работе смесителя в режиме периодического слива) не дожидаясь наполнения полной дозы воды, при которой происходит автоматическое срабатывание системы на слив, достаточно прикрыть ладонью или пальцем отверстие сливной трубки (или выходного отверстия 9 сливного бачка, закрепленного на конце сливной трубки на фиг.6). При этом выравнивается давление, действующее на клапан 11 сверху и снизу и он отрывается от седла 10 и резко всплывает вверх. При работе смесителя клапан 34 (фиг. 3) постоянно находится в верхнем положении и не мешает потоку. В случае отсутствия воды в магистрали клапан 34 запорного устройства опускается на дно полости входного патрубка 32 и остается в таком положении до подачи воды.

При подаче воды и закрытом вентиле клапан 34 всплывает в полость корпуса 33. Перед работой смесителя в этом случае необходимо вывернуть на 0,5-1 оборота винт 36 и выпустить из корпуса 33 воздух, вследствие чего вода и клапан 34 займут крайнее верхнее положение, если это не выполнить, то при открывании вентиля клапан 34 будет затянут потоком воды в полость входного патрубка 32 и перекроет отверстие вентилем. Винтом 36 после дренажирования снова запирают отверстие 37. При подаче воды в систему, но когда вентиль не закрыт, клапан 34 под действием потока воды устремляется к отверстию (за вентилем) и перекрывает его, исключая затопление и большой перерасход воды. При подаче воды в систему необходимо закрыть кран, и клапан 34 всплывает автоматически в полость корпуса 33. Теперь остается выполнить только вышеуказанную операцию по стравливанию воздуха из корпуса 33 с помощью винта 36. При этом клапан займет крайнее верхнее положение и будет оставаться там до тех пор, пока не будет отключена подача воды.

Вместо винта 36 можно установить дренажный клапан, который бы автоматически пропускал воздух туда и обратно, но опыт показывает, что в условиях работы с водой эти клапаны со временем перестают работать и становятся ненадежными.

Таким образом предложенный смеситель позволяет увеличить надежность работы, значительно расширить его технологические возможности и потребительские свойства.

Это возможности экономии воды за счет периодического слива, при котором открытие вентилей минимально, а слив воды как при большом открытии вентилей. Это обеспечивается накапливанием воды за период, когда она не требуется и разовым полным сливом. Смеситель позволяет легко осуществить и экстренный слив воды простым прикосновением ладонью или пальцем к сливной трубке. Кроме того, запорное устройство делает безопасным эксплуатацию смесителя в условиях, когда часто отключают воду. Оно исключает возможное затопление помещений и большую потерю воды. За час истечения воды через открытый один кран выливается около 1 м³ воды.

Предлагаемый смеситель сохраняет без переделки все функциональные свойства существующих смесителей независимо от того, будут или не будут работать новые устройства, укладывается в габариты этих смесителей и не меняет принципиально конструкцию всех основных узлов. Сохраняются и все присоединительные элементы. Без всякой переделки коммуникаций можно заменить существующий смеситель на предлагаемый смеситель. Новые элементы предлагаемого смесителя входят в существующий смеситель по принципу встраивания и могут изготавливаться автономно (сливной бачок, запорное устройство). При этом каждый функционирует независимо друг от друга. При необходимости может использоваться один из них. Удорожание же смесителя компенсируется потребительскими свойствами, обеспечивающими экономию воды, исключение потерь воды при незакрытых кранах и материального и морального ущерба от затопления своих помещений и помещений в нижерасположенных этажах.

С точки зрения безопасных условий эксплуатации предлагаемый смеситель решает проблемы безопасности и в связи с этим возникает вопрос обоснованности производства и использования существующих смесителей во имя интересов потребителя.

Изобретение относится к санитарно-техническому оборудованию и может быть использовано в системах водоснабжения. Сущность изобретения: в смесителе, содержащим сливной бачок с клапаном, выходным отверстием для дозирования и автоматического открывания и закрывания выходного отверстия, дренажная система выполнена в виде установленного над устройством изогнутой дренажной трубки 21 со срезанной вершиной 22 на верхней части изгиба, концы дренажной трубки сообщаются при помощи каналов 23 и 24 с выходным отверстием 9, а входные патрубки смесителя снабжены запорными устройствами. 8 ил.

Смеситель, содержащий корпус с входными патрубками, вентили, сливной бачок с седлом и выходным отверстием и размещенное внутри бачка устройство для дозирования и автоматического открывания и закрывания выходного отверстия, дренажную систему, отличающийся тем, что дренажная система выполнена в виде дополнительно установленный над устройством дозирования и автоматического открывания и закрывания входного отверстия симметрично изогнутой дренажной трубки со срезанной вершиной на верхней части изгиба, концы дренажной трубки сообщаются посредством каналов, выполненных в основании бачка, с выходным отверстием, при этом площадь сечения отверстия в трубке в плоскости среза не менее удвоенной площади отверстия в поперечном сечении трубки.