ТЕРМОСМЕСИТЕЛЬ ВОДЫ Российский патент 1999 года по МПК F16K11/02 

Изобретение относится к техническим средствам водоснабжения, в частности к бытовым смесительным устройствам, предназначенным для смешивания горячей и холодной воды до заданной температуры.

Известен смеситель для жидкости, содержащий корпус с двумя подводящими и отводящими патрубками, регулятор температуры, смесительную камеру и регулятор расхода, последний выполнен в виде двух плунжеров с затворами и соединенных между собой приводной втулкой с левой и правой резьбами на противоположных концах, причем затворы выполнены на свободных концах плунжеров и размещены в подводящих патрубках. (См. а. с. N 1541454, кл. F 16 K 11/02, 07.02.90). Устройство обеспечивает постоянную температуру смеси при колебаниях давления в водопроводной сети путем выравнивания объемного расхода жидкости, при этом не учитывается изменение температуры подводящей жидкости.

Известен водосмесительный кран однорукояточного типа, содержащий корпус, ограничивающий смесительную камеру, соединенную с распределительным выходным отверстием, два отдельно выполненных седла, соединенных соответственно с патрубками для ввода горячей и холодной воды, в корпусе подвижно относительно центральной оси установлена дисковая заслонка, контактирующая своей нижней рабочей поверхностью с седлами, прижимающимися к дисковой заслонке с помощью пружинных средств, и подвижный противодиск, взаимодействующий с дисковой заслонкой, охватывающий седла и аксиально подвижный по отношению к ним, причем на рабочей поверхности дисковой заслонки выполнен канал в виде замкнутой канавки, проходящий вдоль участка окружности с центром на оси вращения дисковой заслонки, перекрытый торцовой поверхностью противодиска, образующей нижнюю стенку канала, причем канал состоит из среднего участка, переходящего в пару дугообразных концевых участков, и коллектора, постоянно соединяющего средний участок канала со смесительной камерой, при этом ширина канала неизменна во всей глубине, а глубина канала непрерывно меняется по длине от минимального значения на концах дугообразных концевых участков до максимального значения на среднем участке, причем сумма поперечных сечений канала по отношению к седлам постоянна при любом угловом положении дисковой заслонки, также дисковая заслонка снабжена средствами ее перемещения в радиальных относительно оси вращения направлениях от полностью закрытого до полностью открытого положения, при этом на корпусе установлена рукоятка для перемещения дисковой заслонки относительно седел (см. патент SU N 1627096, кл. F 16 K 11/072. 07.02.91). Устройство обеспечивает непрерывное регулирование расхода смешанной воды без изменения ее температуры, но оно очень сложно в изготовлении.

Известен термостатический смесительный клапан, содержащий корпус, имеющий каналы для холодной и горячей воды, обратные клапаны, смесительный канал, сообщающийся с каналами горячей и холодной воды, выходное отверстие с распределительным устройством воды, термочувствительный элемент, установленный в смесительном канале, управляющий элемент, который путем перемещения термочувствительного элемента устанавливает температуру смешанной воды, управляющие клапаны, поддерживающие заданную температуру воды и имеющие дисковую заслонку, перемещающуюся между седлами клапанов для холодной и горячей воды с помощью термочувствительного элемента, пружину, поджимающую заслонку к седлу относительно корпуса, а между управляющим элементом и термочувствительным элементом, связанным с заслонкой, установлена пружина, индекс которой больше индекса пружины, расположенной с противоположной стороны заслонки. В результате при равновесии обеих пружин заслонка поддерживается с возможностью перемещения в направлении седел между ними. В соответствии с удлинением термочувствительного элемента обе пружины сжимаются в соотношении, обратно пропорциональном их индексам, вследствие чего заслонка перемещается к седлу с горячей водой. При сжатии термочувствительного элемента пружины расширяются в том же соотношении, в результате чего заслонка перемещается к седлу с холодной водой. (См. заявку N 63-52267. Япония, кл. F 16 K 11/044, G 05 D 23/13, 1988). Данное изобретение взято за прототип.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции, особенно управляющего элемента, причем буферное кольцо, изолирующее управляющий элемент от смесительного канала, установлено на корпусе термочувствительного элемента, постоянно перемещающегося под воздействием изменения температуры. Все это к тому же снижает надежность и долговечность эксплуатации.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является упрощение конструкции, снижение стоимости изготовления, быстрое регулирование температуры воды при изменениях давления и температуры воды в трубопроводных сетях без снижения надежности в работе.

Технический результат достигается тем, что термосмеситель воды, содержащий корпус со смесительной камерой, сообщенной выходным отверстием с распределительным устройством, два седла, сообщенные соответственно с каналами подвода горячей и холодной воды, обратные клапаны, дисковую заслонку, расположенную подвижно между седлами с возможностью контакта с ними и имеющую по меньшей мере одно отверстие для прохода горячей воды, регулятор температуры смешанной воды, имеющий шпиндель и изолированный от смесительной камеры буферным кольцом толкатель, термочувствительный элемент, расположенный в смесительной камере, причем заслонка нагружена двумя пружинами, расположенными с противоположных сторон, а индекс пружины, действующей на заслонку через термочувствительный элемент, больше индекса пружины, расположенной с противоположной стороны, согласно изобретению он снабжен штоком, один конец которого размещен в буферном кольце, а другой - в корпусе регулятора температуры с возможностью осевого перемещения посредством шпинделя регулятора температуры, шток соединен с поршнем, имеющим штифты, входящие в продольные пазы штока, термочувствительный элемент сопряжен одним концом с толкателем, а другим концом связан подвижно со штоком с обеспечением контакта с поршнем, при этом пружина с большим индексом размещена на штоке с упором в штифты.

Кроме того, толкатель выполнен в виде элемента с пластинчатым оперением винтообразной формы.

Причем в корпусе выполнен обводной канал для подвода холодной воды к соответствующему седлу.

Изменение конструкции термосмесителя воды по сравнению с прототипом значительно упрощает его конструкцию путем уменьшения количества входящих в него деталей, соответственно снижает стоимость изготовления без снижения надежности и долговечности в работе, а выполнение толкателя заслонки в виде элемента с пластинчатым оперением винтообразной формы улучшает смешивание воды и омывание термочувствительного элемента, что ускоряет регулирование температуры смешанной воды при изменениях давления и температуры воды в трубопроводных сетях.

На фиг. 1 показан общий вид термосмесителя воды в разрезе, на фиг. 2 - толкатель заслонки.

Термосмеситель воды состоит из корпуса 1 с обводным каналом 2 для подвода холодной воды и каналом 3 для подвода горячей воды в смесительную камеру 4, соединенную с выходным отверстием 5, ведущему к распределительному устройству 6, предназначенному для переключения смешанной воды на душ или излив. На входе в каналы 2 и 3 установлены обратные клапаны 7 и 8, с другой стороны канала 2 находится неподвижно установленное в корпусе 1 седло 9, а на выходе канала 3 - седло 10, выполненное совместно с пробкой, установленной в корпусе 1 на резьбе с уплотнительным кольцом 11. Между седлами 9 и 10 аксиально им расположена дисковая заслонка 12 с возможностью перемещения вдоль своей оси и контактирования с седлами 9 и 10. В заслонке 12 выполнено отверстие 13 для прохода горячей воды из канала 3 в смесительную камеру 4. С помощью пробки с седлом 10 и пружины 14 заслонку 12 прижимают к седлу 9 и регулируют зазор между заслонкой 12 и седлом 10. С другой стороны заслонка 12 подпружинена с помощью толкателя 15, выполненного в виде элемента с пластинчатым оперением винтообразной формы, и термочувствительного элемента 16. Последний другим концом установлен подвижно в штоке 17 с упором в поршень 18, на котором установлены два штифта 19, расположенные в продольных пазах штока 17. Одним концом шток 17 установлен в буферном кольце 20, изолирующем с помощью уплотнительных колец 21 и 22 регулятор температуры смешанной воды от смесительной камеры 4. Другим концом, выполненным в виде шестигранника, шток 17 установлен в соответствующее ему отверстие в корпусе 23 регулятора температуры с возможностью поступательного перемещения вдоль своей оси, сообщаемого винтовой парой шпинделя 24 посредством вращения рукоятки 25 и штока 17, на котором размещена пружина 26 с упором через шайбу 27 в штифты 19, поджимающая дисковую заслонку 12 с помощью поршня 18, установленного с другого конца штока 17 и уплотненного с помощью кольца 28, термочувствительного элемента 16 и толкателя 15, относительно уступа, примыкающего к шестиграннику на штоке 17. Индекс пружины 26 больше индекса пружины 14. На корпусе 1 относительно рукоятки 25 установлена шкала 29, указывающая температуру смешанной воды.

Термосмеситель воды работает следующим образом.

Подключенный каналом 2 к трубе с холодной водой и каналом 3 к трубе с горячей водой при закрытом изливе с помощью распределительного устройства 6 термосмеситель воды постоянно находится под давлением воды в трубопроводной сети. При открытом положении трубопроводного устройства 6 на душ или излив, холодная вода через обратный клапан 7 по обводному каналу 2 и горячая через обратный клапан 8 по каналу 3 через отверстие 13 в дисковой заслонке 12 поступают в смесительную камеру 4. Горячая и холодная вода, смешиваясь между собой, проходят через седло 9 и вдоль пластинчатого оперения винтообразной формы толкателя 15. Получая от последнего веерообразное вращательное движение, смешанная вода омывает термочувствительный элемент 16 и выходит через отверстие 5 и распределительное устройство 6 на душ или излив. Вращая рукоятку 25, жестко установленную на шпинделе 24, двигают в ту или другую сторону шток 17, и с помощью пружины 26 через шайбу 27, штифты 19, поршень 18, термочувствительный элемент 16 и толкатель 15 соответствующим образом регулируют нажим на дисковую заслонку 12, тем самым устанавливают температуру смешанной воды, указанную на шкале 29. В результате при равновесии пружин 14 и 26 дисковая заслонка 12 поддерживается между седлами 9 и 10 с возможностью перемещения в направлении к одному из этих седел. Под воздействием изменения температуры смешанной воды термочувствительный элемент 16 изменяется в длине и путем перемещения толкателя 15 и дисковой заслонки 12, а последней между седлами 9 и 10, поддерживают заданную температуру смешанной воды. В соответствии с удлинением термочувствительного элемента 16 при увеличении температуры смешанной воды, пружина 14 и 26 сжимаются в соотношении, обратно пропорциональном их индексам, вследствие чего дисковая заслонка 12 перемещается к седлу 10, уменьшая проход горячей воды из канала 3 и увеличивая одновременно проход холодной воды из канала 2. При сжатии термочувствительного элемента 16 при снижении температуры смешанной воды, пружины 14 и 26 расширяются в соотношении, обратно пропорциональном их индексам, в результате чего дисковая заслонка 12 перемещается к седлу 9, увеличивая этим самым проход горячей воды и уменьшая соответственно проход холодной воды в камеру смешения 4. Если в одном из трубопроводов прекратится подача той или иной воды, обратные клапаны 7 и 8 перекроют этот канал для перехода воды из работающего трубопровода, а дисковая заслонка 12 перекроет проход воды в смесительную камеру 4 из работающего трубопровода. Вода из работающего трубопровода может быть подана на душ или излив через распределительное устройство 6 только путем изменения температуры смешанной воды посредством рукоятки 25.

Термосмеситель воды предназначен для смешивания горячей и холодной воды и может быть использован в средствах водоснабжения, в частности в бытовых смесительных устройствах. Термосмеситель воды содержит корпус со смесительной камерой, распределительное устройство, обратные клапаны, дисковую заслонку, регулятор температуры смешанной воды, имеющий шпиндель и толкатель, термочувствительный элемент. Заслонка нагружена двумя пружинами, причем индекс пружины, действующей на заслонку через термочувствительный элемент, больше индекса пружины, расположенной с противоположной стороны. Термосмеситель снабжен штоком, один конец которого размещен в буферном кольце, а другой - в корпусе регулятора температуры, и перемещается под действием шпинделя регулятора температуры. Шток соединен с поршнем, имеющим штифты, входящие в продольные пазы штока. Термочувствительный элемент сопряжен одним концом с толкателем, а другим концом связан подвижно со штоком с обеспечением контакта с поршнем. При этом пружина с большим индексом размещена на штоке с упором в штифты. Изобретение упрощает конструкцию термосмесителя. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Термосмеситель воды, содержащий корпус со смесительной камерой, сообщенной выходным отверстием с распределительным устройством, два седла, сообщенные соответственно с каналами подвода горячей и холодной воды, обратные клапаны, дисковую заслонку, расположенную подвижно между седлами с возможностью контакта с ними и имеющую по меньшей мере одно отверстие для прохода горячей воды, регулятор температуры смешанной воды, имеющей шпиндель и изолированный от смесительной камеры буферным кольцом, толкатель, термочувствительный элемент, расположенный в смесительной камере, причем заслонка нагружена двумя пружинами, расположенными с противоположных сторон, а индекс пружины, действующей на заслонку через термочувствительный элемент, больше индекса пружины, расположенной с противоположной стороны, отличающийся тем, что он снабжен штоком, один конец которого размещен в буферном кольце, а другой - в корпусе регулятора температуры с возможностью осевого перемещения посредством шпинделя регулятора температуры, шток соединен с поршнем, имеющим штифты, входящие в продольные пазы штока, термочувствительный элемент сопряжен одним концом с толкателем, а другим концом связан подвижно со штоком с обеспечением контакта с поршнем, при этом пружина с большим индексом размещена на штоке с упором в штифты. 2. Термосмеситель по п.1, отличающийся тем, что толкатель выполнен в виде элемента с пластинчатым оперением винтообразной формы. 3. Термосмеситель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в корпусе выполнен обводной канал для подвода холодной воды к соответствующему седлу.