УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ВОДОПРОВОДНЫЙ КРАН С ШАРОВЫМ КЛАПАНОМ Российский патент 1999 года по МПК F16K11/87 

Изобретение относится к смесительному клапану водопроводного крана и особенно к втулочному узлу шарового клапана для крана-смесителя.

Одноручные водопроводные краны, обычно называемые кранами-смесителями, которые регулируют поток горячей и холодной воды, пользуются у потребителя большим спросом. Такие краны обычно конструируют так, чтобы ручка или кнопка крана могли перемещаться в двух различных направлениях для регулирования смеси горячей и холодной воды и объемного расхода воды, т.е. ее потока.

Наиболее широкое распространение получили два основных выпускаемых промышленностью типа кранов-смесителей - с дисковыми клапанами и шаровыми клапанами. Шаровые клапаны имеют надежную, компактную долговечную конструкцию. Дисковые клапаны имеют приводной механизм, который давно выпускают компактно установленным во втулочном узле.

Втулки известных дисковых клапанов содержат подвижные и фиксированные диски. Для простого ремонта крана втулка может быть легко снята и заменена на другую втулку. После прекращения подачи воды к крану кран просто открывают и легко заменяют втулку. Такой тип ремонта может быть выполнен без необходимости вызова слесаря.

В то время как дисковые клапаны уже давно устанавливают во втулочном узле, установку шаровых клапанов во втулочных узлах начали только недавно. Существуют большие трудности в разработке пригодных для серийного выпуска шаровых клапанов. Во-первых, самоустанавливающийся характер традиционного шарового клапана требует, чтобы любая втулка целиком окружала и удерживала такой клапан, так как иначе он просто выпал бы через дно втулки. Во-вторых, компактность конструкции шарового клапана требует мало места в корпусе крана для расположения в нем втулки. Вставление традиционных втулок, содержащих и удерживающих шаровой клапан, в корпус крана связано с нежелательным требованием увеличения высоты корпуса, необходимого для вставления втулки.

Кроме того, традиционные втулки мешают выборочному ремонту изношенных эластичных уплотнений. Втулка охватывает подвижный клапанный элемент и фиксированные каналы клапана, которые часто включают эластичные уплотнения. Большая часть износа и связанные с ним протечки крана являются результатом повторяющегося движения подвижного элемента шарового клапана по эластичным уплотнениям каналов. Поскольку уплотнения расположены во втулке, замене подлежит вся втулка со многими еще неизношенными ее элементами, которые могли бы еще длительно использоваться. Такой ущерб может быть возмещен желательным упрощением ремонтной работы. Кроме того, многие втулочные узлы выполнены неразборными и не допускают временной разборки.

Даже в случае разбираемых втулочных узлов преимущества втулок утрачиваются, если втулочный узел разбирается на все составляющие его детали. Подвижный клапанный элемент при разборке выпадает и часто при сборке не занимает правильного положения. Такая ошибочная установка может легко произойти при вставлении во втулку симметричных дисковых клапанов и шаровых клапанов, которые по своей природе симметричны. Для устранения неправильной ориентации во втулке кажущихся симметрично расположенными шаровых клапанов требуется квалифицированный специалист.

Известные до сих пор втулки шаровых клапанов позволяют манипулировать краном с помощью рукоятки, так же как и известными смесителями с дисковыми клапанами. Некоторые из этих смесителей с шаровыми клапанами требуют установки еще одного подвижного элемента, выполненного в форме поворачиваемого диска, устанавливаемого над подвижным элементом шарового клапана. Один такой шаровой клапан раскрыт в патенте США N4449551, выданном Лорху 22 мая 1984 г. Другая конструкция шарового клапана, которая имитирует движение ручки дисковых клапанов, раскрыта в заявке PCT WO 92/22765, опубликованной 23 декабря 1992 г. Здесь шаровой элемент включает проходящий через его экватор горизонтальный палец для фиксирования шарового элемента в корпусе по вертикали.

Конструкция шарового клапана водопроводных кранов, раскрытых в указанных двух ссылках, предусматривает орбитальное перемещение рукоятки крана относительно фиксированной продольной оси корпуса крана и поворотное движение рукоятки относительно подвижной горизонтальной оси, которая подвижна относительно корпуса клапана. Подвижная горизонтальная ось перпендикулярна продольной оси корпуса крана и зафиксирована относительно рукоятки так, чтобы она могла двигаться относительно корпуса по мере поворота рукоятки относительно фиксированной продольной оси. Благодаря фиксированной продольной оси шаровые клапаны с таким типом движения могут быть быстро зафиксированы внутри втулки путем использования пальца, проходящего через шар клапана и заходящего в горизонтальный паз, имеющийся во втулке.

Температура смеси горячей и холодной воды может точно регулироваться путем орбитального движения рукоятки относительно продольной оси, когда она находится около или рядом с позицией отключения крана.

Однако, температурная чувствительность и точное регулирование температуры смеси упомянутым шаровым клапаном ухудшаются, когда клапан поворачивается в позицию полного открытия. Указанный эффект ухудшения работы происходит вследствие того, что регулирующий рычаг часто крепят к рукоятке, которая проходит в направлении вперед от рычага. При открывающем движении, т.е. при отведении рычага назад, периферийный конец рукоятки движется ближе к вертикально фиксированной продольной оси поворота при регулировании температуры. Таким образом, эффективная длина рычага, обеспечивающего момент вращения для регулирования температуры, значительно укорачивается. Этот укороченный рычаг препятствует регулированию температуры.

Существуют другие типы шаровых приводных механизмов, которые могут употребляться в определенных случаях, где требуется точное регулирование температуры в условиях полного потока из крана. Эти альтернативные типы шаровых приводных механизмов имеют фиксированную ось поворота, которая расположена поперек продольной оси корпуса крана, т.е. расположена горизонтально во многих туалетных кранах. Один из типов шарового приводного механизма имеет вторую горизонтальную фиксированную ось и подвижную ось, которая, по существу, перпендикулярна к указанной горизонтальной оси. Подвижная ось поворота способна поворачиваться в вертикальной плоскости относительно фиксированной оси с движением шара клапана, и при этом она центрируется относительно горизонтальной позиции. Пример этого типа шарового приводного механизма показан в патенте США N 8 056 418, выданного Адамсу и др. 2 октября 1982 г. Другой известный приводной шаровой механизм имеет фиксированную и подвижную оси, расположенные в позиции, которая расположена наоборот от позиции, показанной в патенте Адамса. Пример этого типа шарового приводного механизма показан в патенте США N 2 592 082, выданного Перри 8 апреля 1952 г.

Однако эти альтернативные типы приводных механизмов шарового клапана, которые обеспечивают лучшее регулирование температуры при высокой скорости потока, не подходят для эффективной установки во втулочном узле по нескольким причинам. Одна из причин, отчасти, заключается в отсутствии фиксированной оси поворота, которая проходит продольно через корпус крана. Такое отсутствие фиксированной горизонтальной оси препятствовало разработке механизма, позволяющего соответствующим образом помещать шар клапана во втулке стандартных размеров с одновременным обеспечением фиксации шара в вертикальном блокированном положении и ограничения поворота шара относительно двух осей, а именно, одной фиксированной горизонтальной оси и другой подвижной оси, перпендикулярной первой оси.

Существует потребность в быстро изготовленной конструкции шарового клапана, которая позволяет установить шаровой элемент во втулке для крана-смесителя, в которой работоспособно устанавливается шаровой клапан. Существует также потребность в быстро изготовляемом водопроводном кране с шаровым клапанным элементом, обеспечивающим легкое регулирование температуры при полном открытии крана.

В соответствии с одним аспектом изобретения смесительный клапан водопроводного крана имеет подвижный шаровой клапанный элемент, установленный с возможностью поворота в полости корпуса крана. Эта полость сообщается с несколькими входными каналами и, по крайней мере, с одним выходным каналом для воды. Шаровой клапанный элемент имеет, по крайней мере, частично сферическую рабочую поверхность и несколько входных отверстий в ней. Эти отверстия взаимодействуют с каналами для регулирования расхода потока жидкости и температуры смеси. Шаровой клапанный элемент имеет прикрепленный к нему управляющий рычаг, который проходит через сквозное отверстие в корпусе крана. Рукоятка крана может быть оперативно соединена с управляющим рычагом. Вокруг сквозного отверстия корпуса в соответствующей выемке помещено уплотнение, которое герметично упирается в подвижный шаровой клапанный элемент и корпус.

Шаровой клапанный элемент имеет выступающий из него палец, расположенный в плоскости симметрии, находящейся между отверстиями в шаровом элементе для горячей и холодной воды. Корпус крана предусмотрен с продольно расположенным пазом, расположенным вдоль плоскости симметрии между входными каналами для горячей и холодной воды. В паз с возможностью скольжения заходит палец, так чтобы шаровой элемент мог поворачиваться вдоль первой подвижной оси, которая совладает с пальцем, и второй фиксированной оси, которая расположена под прямым углом к продольному пазу и первой оси.

В корпусе смесительного клапана установлен втулочный узел, в корпусе которого с возможностью поворота расположен шаровой клапанный элемент. Корпус крана имеет полость соответствующих размеров для установки в ней корпуса втулочного узла. Этот корпус имеет верхнее отверстие для прохода через него управляющего рычага. В корпусе втулочного узла выполнен первый продольно расположенный паз. Паз расположен на внутренней поверхности корпуса узла, а палец выступает из шарового элемента и расположен поперек него с возможностью скольжения и поворота для обеспечения поворота шарового элемента вдоль первой и второй осей.

Корпус втулочного узла имеет на нижнем торце отверстие, через которое выступает шаровой элемент для взаимодействия с входными каналами, при этом, упираясь непосредственно в эластичные уплотнения, расположенные в нижних по потоку концах соответствующих входных каналов. В корпусе втулочного узла выполнен, предпочтительно, второй продольно расположенный паз, который диаметрально противоположен первому пазу. Палец, предпочтительно, целиком проходит через шаровой элемент, так чтобы его периферийные концы выходили через диаметрально противоположные участки шарового элемента и так чтобы каждый конец пальца заходил в соответствующий паз втулки. Оба паза имеют внутренние торцы, расположенные на некотором расстоянии над нижним отверстием. Каждая нижняя стенка паза имеет опорную полку, в которую может упираться соответствующий конец пальца. Расстояние между соответствующими концами пальца превышает диаметр нижнего отверстия для того, чтобы шаровой элемент удерживался во втулке с помощью концов пальца, упирающихся в полки.

В одном воплощении изобретения один из пазов корпуса втулочного узла имеет боковой сквозной проход, идущий к наружной поверхности корпуса втулочного узла. Через этот проход в шаровой элемент с плотной посадкой вставлен палец для установки шарового элемента в упомянутый корпус.

В одном воплощении изобретения верхнее отверстие корпуса втулочного узла или корпуса клапана имеет такие форму и положение, чтобы быть симметричным относительно плоскости симметрии, включающей оси продольных пазов. Это отверстие имеет переднюю полукруглую, дуговую кромку с углом дуги приблизительно 180^o и две радиально расположенные задние прямые кромки, образующие угол приблизительно 160^o . По оси симметрии полукруглой дуговой кромки имеется выемка соответствующих размеров, обеспечивающих размещение управляющего рычага.

Желательно, чтобы шаровой элемент имел два входных отверстия для холодной воды, разделенных тонкой полоской стенки шарового элемента, и два входных отверстия для горячей воды, разделенных другой тонкой полоской стенки шарового элемента. Когда шаровой элемент находится в промежуточной позиции смешивания, плоскость симметрии расположена между двумя парами входных отверстий. Желательно также, чтобы шаровой элемент имел два выходных отверстия, расположенных симметрично между входными отверстиями для холодной и горячей воды.

В соответствии с другим аспектом изобретения втулочный узел для смесительного клапана содержит шаровой клапанный элемент с пальцем, выходящим из него и заходящим в вертикальный паз, имеющийся во внутренней стенке корпуса.

Фиг. 1 - продольный разрез смесительного клапана водопроводного крана в соответствии с одним воплощением изобретения, иллюстрирующий кран в закрытом положении;
Фиг. 2 - сечение 2-2 на фиг.1 втулочного узла и корпуса;
фиг.3 - смесительный клапан водопроводного крана в аксонометрии;
фиг. 4 - втулочный узел в разрезе в увеличенном масштабе по фиг.1;
фиг. 5 - вид снизу на втулочный узел по фиг.1;
фиг. 6 - вид сверху на втулочный узел.

Как показано на фиг. 1-3, смесительный клапан водопроводного крюка - кран-смеситель 10 имеет стандартный корпус 12, образованный из базового элемента 14 и узла 16 колпака. Базовый элемент 14 имеет полость 22 с полусферической нижней поверхностью 21. Нижние по потоку концы двух каналов 18 и 19 для холодной и горячей воды выполнены развернутыми в нижней поверхности 21 для образования места для установки двух смещающих пружин 23, которые поджимают трубчатые эластичные уплотняющие элементы 25 к подвижному шаровому клапанному элементу 24, расположенному во втулочном узле 26. Для выхода смешанной воды из полости 22 в ее нижней поверхности 21 расположены передний и задний выходные каналы 20, проходящие через боковую цилиндрическую стенку 27.

Вокруг нижнего базового элемента 14 уплотненно с возможностью скольжения установлена стандартная трубка 17, которая с этим элементом образует кольцевую камеру 15, сообщающуюся с передним и задним выходными каналами 20. Для предотвращения нежелательной утечки воды между корпусом 12 и трубкой 17 между ними установлены О-образные кольцевые уплотнения 28. К трубке 17 прикреплен патрубок 29, который через отверстие 13 в трубке 17 сообщается с кольцевой камерой 15. Узел 16 колпака включает нарезной колпак 30, который навинчивается на базовый элемент 14. На колпак 30 может быть надета декоративная оболочка 11.

Как хорошо видно на фиг. 5, шаровой клапанный элемент 24 имеет сферическую рабочую поверхность 31, предусмотренную с имеющими соответствующую форму и соответствующим образом расположенными входными отверстиями 32 и 33 для холодной воды и входными отверстиями 34 и 35 для горячей воды. Отверстия 32 и 33 разделяет тонкая полоска 39 стенки элемента 24. Подобным образом разделены тонкой полоской 39 отверстия 34 и 35. Поверхность 31 предусмотрена также с выходными отверстиями 36 и 37. Форма поверхности 31 сопряжена с вогнутой формой нижней поверхности 21 полости 22. Отверстия 32, 33, 34 и 35 взаимодействуют с соответствующими входными каналами 18 и 19 и выходными отверстиями 37 и 36, которые сообщаются с выходным каналом 20 для регулирования соотношения горячей и холодной воды в смеси и расхода потока, т.е. полного объема воды за единицу времени, идущей от двух входных каналов 18 и 19 к выходному каналу 20. Узел 16 колпака имеет сквозное отверстие 40 для прохода управляющего рычага. Узел 16 колпака расположен так, чтобы продольная ось 48 корпуса 12 крана проходила через отверстие 40. Втулочный узел 26 включает корпус 56, верхнее отверстие 58 которого расположено под отверстием 40.

Управляющий рычаг 42 фиксированно связан с шаровым элементом 24. Рычаг 42 выходит через отверстие 40. Рычаг 42 прикреплен к рукоятке 43 крана известным способом. Рукоятка 48 имеет форму рычага с периферийным концом 45.

Втулочный узел 26 содержит шаровой клапанный элемент 24, с возможностью поворота установленный в корпусе 56 узла 26. Корпус 56 может быть изготовлен из известного пластмассового материала, используемого в кранах. Шаровой элемент 24 содержит также цилиндрический палец, проходящий через него, и периферийные концы 62 которого выступают за сферическую поверхность 31 элемента 24. Палец 60 может быть зафиксирован в шаровом элементе 24 путем его плотной посадки в диаметрально противоположных сквозных отверстиях 61 в поверхности 31. Палец 60 расположен так, чтобы пересекаться с центром 66 шарового элемента 24 и быть перпендикулярным управляющему рычагу 42.

Каждый периферийный конец 62 пальца 60 расположен в соответствующем пазу 68 и 70, продольно расположенном на внутренней цилиндрической стенке 57 корпуса 56 втулочного узла. Пазы 68 и 70 диаметрально противоположны и ориентированы вертикально так, как показано на чертежах. Однако следует учитывать, что при монтаже крана на стене продольное направление пазов может быть горизонтальным. Нижние торцы пазов 68 и 70 расположены над нижним открытым концом 92 корпуса 56 для образования опорных полок 82. Для удерживания шарового элемента в корпусе 56 расстояние между полками 82 выполнено меньшим, чем расстояние между концами 62 пальца 80.

Центральные оси каждого паза 68 и 70 расположены в плоскости симметрии 69. Паз 70 имеет сквозной проход 79 через стенку 80 корпуса 56. Как показано на фиг. 2, ширина пазов 68 и 70 выполнена минимально достаточной для образования зазора между стенками пазов и концами 62 пальца для возможности скольжения концов 62 в пазах относительно фиксированной горизонтальной оси 64, которая перпендикулярна плоскости 69 и соответственно пазам 68 и 70. Желательно, чтобы между пазами 68 и 70 и концами 62 пальца не было бокового пространства с тем, чтобы не имел место значительный поворот шарового элемента 24 в направлении ширины паза.

Поскольку каждый периферийный конец 62 пальца выполнен цилиндрическим, эти концы имеют круглые сечения, что позволяет им поворачиваться в пазах 68 и 70 вокруг оси 75 пальца 60. Ось 75 лежит в плоскости симметрии 69, которая перпендикулярна горизонтальной фиксированной оси 64. Ось 75 пересекается с осью 64 в центре 66 и может перемещаться вместе с пальцем 80, т.е. она остается неподвижной относительно шарового элемента 24, но может двигаться относительно корпуса 12 крана. Ось 75 также перпендикулярна оси управляющего рычага 42. Другими словами, подвижная ось 75 перпендикулярна рычагу 42 и фиксированной оси 64 и остается перпендикулярной по отношению к ним в течение обычной работы крана. Ось 64 перпендикулярна оси 75 и продольным лазам 68 и 70.

Через отверстие нижнего торца 92 корпуса 56 втулочного узла 26 выступает нижний участок 90 рабочей поверхности 31 шарового элемента 24. Выступающий участок 90 составляет значительную часть шарового элемента 24, как хорошо показано на фиг 1 и 2. Рабочая поверхность 31, предусмотренная с входными отверстиями 32, 33, 34 и 36 и выходными отверстиями 36 и 37, фактически и непосредственно упирается в уплотнительные элементы 25, поджимаемые пружинами, расположенными во входных каналах 18 и 19, как показано на фиг. 2.

Входные каналы 18 и 19 расположены симметрично по противоположным сторонам плоскости симметрии 69. Выходные каналы 20 лежат в плоскости симметрии 69, располагаясь под пальцем 60. Палец 60 расположен между входными каналами 18 и 19. Входные отверстия 32 и 33 для холодной воды и входные отверстия 34 и 35 для горячей воды расположены симметрично относительно плоскости симметрии 69, когда шаровой клапан находится в промежуточной позиции регулирования температуры, как показано на фиг. 2 и 5. Выходные отверстия 36 и 37 также расположены симметрично в плоскости симметрии 69, когда шаровой элемент находится в промежуточной позиции смешивания воды, как показано на фиг. 2 и 5.

Верхний участок 99 шарового элемента 24 расположен во внутренней камере 101 корпуса 56, определяемой частью внутренней поверхности цилиндрической стенки 80 корпуса 56. Камера 101 сообщается с полостью 22 корпуса 12 крана.

Как показано на фиг.1 и 4, вокруг верхнего отверстия 58 установлено кольцевое уплотнение 94, которое расположено в камере 101 напротив шарового элемента 24. Внутренняя периферийная кромка 95 уплотнения 94 выполнена косоугольной и расположена выше наружной периферийной кромки 96 этого уплотнения. В непосредственной близости от верхнего участка 99 шарового элемента 24 расположен вертикально ориентированный заплечик 97, облегчающий внутреннюю периферийную кромку уплотнения 94, и образующий с элементом 24 зазор для удобства сборки клапана.

Напротив уплотнения 94 в корпусе 56 установлено кольцевое уплотнение 98 с предварительным натягом по его внутренней периферийной кромке 100, изогнутой так, чтобы располагаться выше его наружной периферийной кромки 102. Верхний участок 99 поверхности 31 шарового элемента, который упирается в уплотнение 98, отполирован до соответствующей гладкости для обеспечения требуемого уплотнения.

Возможно применение других конструкций уплотнений, таких как простое О-образное кольцо или губчатое уплотнение. Конструкция уплотнения не требует его работы на разрыв при сжатии, поскольку заплечик 97 обеспечивает контролируемый верхний предел величины давления, действующего на уплотнение между шаровым элементом 24 и корпусом 56 втулочного узла.

Наружная поверхность стенки 80 корпуса 56 предусмотрена с кольцевой канавкой 111 для установки в ней О-образного кольца 112. Кольцо 112 предназначено для уплотнения наружной поверхности 110 втулки относительно полости 22 нижнего базового элемента 14 корпуса 12.

Перемещением управляющего рычага 42 вдоль фиксированной горизонтальной оси 64 относительно этой оси поворачивается шаровой элемент 24 независимо от поворотного положения шарового элемента относительно оси 75. Поворот шарового элемента 24 относительно оси 64 допускается скольжением периферийных концов 62 пальца вдоль соответствующих пазов 68 и 70. Поворот пальца 60 в пазах 68 и 70 позволяет шаровому элементу 24 поворачиваться относительно оси 75.

Поворот шарового элемента 24 относительно оси 64 ограничивается нижними стопорными плечами 82 и верхними стопорными плечами 84 пазов 68 и 70, в которые упирается палец 60. Как показано на фиг. 4, поворот шарового элемента 24 относительно оси 64 регулирует расход потока выпускаемой воды.

Вместо или в дополнение к опорным полкам 82 и 84 поворот шарового элемента относительно осей 64 и 75 может также ограничиваться радиальной кромкой верхнего отверстия 58 корпуса 56 втулочного узла. Как показано на фиг. 6, форма отверстия 58 может быть такой, чтобы выемка 86 имела ширину, достаточную для приема управляющего рычага 42. По обе стороны от выемки 86 симметрично расположена полукруглая дуговая кромка 87, угол которой составляет приблизительно 180^o. От дуговой кромки 87 идут две радиально расположенные прямые кромки 88, которые в месте пересечения в плоскости симметрии 69 образуют угол приблизительно 160^o.

Втулочный узел собирают с уже установленными в нем надлежащим образом уплотнениями 98 и 112. Сначала через нижнее отверстие 92 корпуса 56 в этот корпус вставляют шаровой элемент и через отверстие 58 - управляющий рычаг 42. Отверстия 61 в шаровом элементе выравнивают со сквозным проходом 79 в стенке 80 корпуса 56. Затем через проход 79 в оба отверстия 61 вставляют палец 60, который удерживается в них за счет плотной посадки.

Нижнее отверстие 92 может необязательно иметь размер немного меньший, чем диаметр шарового элемента 24. Элемент 24 может быть вставлен в камеру 101 через отверстие 92 при раздвижении полок 82, что достигается путем прогиба пластмассового материала корпуса 56 втулочного узла вблизи края отверстия 92.

Затем шар с пальцем 60 может скользить от полок 82. После снятия с пластмассового корпуса 56 прогибающей нагрузки полки 82 возвращаются на прежнее место, благодаря чему шаровой элемент и палец удерживаются в корпусе 56. Собранный втулочный узел 26 является автономным узлом и может продаваться отдельно в качестве запасного узла, который вставляют целиком в кран-смеситель 10 при ремонте последнего.

Как показано на фиг. 3, собранный втулочный узел 26 помещается в полость 22 базового элемента 14 крана. Для установки втулочного узла в корпусе крана в определенном положении выступ 72 втулочного узла 26 надлежащим образом заходит в прорезь 71, выполненную в базовом элементе 14, а бортик 130 втулочного узла 26 надлежащим образом садится на бортик 132 базового элемента 14, чем фиксируется вертикальное положение втулочного узла 26. Затем на вертикальный нарезной цилиндрический выступ 133 навинчивается колпачок 30, прижимая втулочный узел 26 к бортику 132 выступа 133.

При ремонте крана заменяются только те детали, которые в этом нуждаются - обычно это только эластичные уплотнения 25, при этом втулочный узел легко собирается и разбирается.

Исключается необходимость использования большого эластичного поджимающего регулирующего кольца для прижатия шарового элемента 24 к поджатым пружинам уплотнением 25. Прокладочное уплотнительное кольцо 98 служит для предотвращения утечек между шаровым элементом 24 и корпусом 56 втулочного узла. О-образное кольцо 112 служит только для предотвращения утечек между корпусом 56 и нижним базовым элементом 14.

Кроме того, шаровой клапанный элемент 24 легко вставляется в заменяемый втулочный узел 26 без необходимости увеличения полной высоты корпуса 12 крана, как это имеет место в случае известных смесительных клапанов, включающих шаровые элементы. Втулочный узел легко собирается.

Приводной механизм для настоящего шарового клапана обеспечивает легкое регулирование температуры независимо от расхода воды. Регулирование температуры смеси не ухудшается при более высоких расходах воды. С помощью периферийного конца 45 рукоятки 43 поддерживается постоянное расстояние до двух осей поворота 64 и 75, чем поддерживается чувствительность по температуре независимо от величины расхода потока воды.

В определенное приложенной формулой изобретения настоящее изобретение могут быть без отклонения от его объема и существа внесены изменения и выполнены модификации.

Изобретение предназначено для использования в трубопроводной арматуре, в частности в смесительном клапане водопроводного крана. Смесительный клапан включает подвижный шаровой клапанный элемент, установленный в полости корпуса. Корпус содержит несколько входных каналов и выходной канал. Последние сообщаются с полостью. Шаровой клапанный элемент взаимодействует с входными каналами для регулирования расхода потока и температуры смеси, идущей через каналы. Корпус имеет сквозное отверстие. Шаровой клапанный элемент снабжен управляющим рычагом. Рычаг соединен с шаровым клапанным элементом и выступает через упомянутое отверстие корпуса. В корпусе клапана установлен втулочный узел. Корпус втулочного узла выполнен с верхним отверстием для прохода через него управляющего рычага и нижним концом. Корпус втулочного узла вокруг верхнего отверстия выполнен с местом для установки уплотнения. Уплотнение расположено в месте для его установки и герметично прижимается в подвижный шаровой клапанный элемент. В корпусе втулочного узла выполнен первый продольный расположенный в нем паз. Последний проходит между верхним отверстием и нижним его торцом. Поперек шарового элемента расположен палец. Последний выступает за пределы шарового элемента и расположен в пазе с возможностью скольжения и поворота. Палец обеспечивает поворот шарового элемента вдоль совпадающей с пальцем первой оси и второй оси. Последняя расположена поперек продольного паза и первой оси. Изобретение имеет варианты исполнения. Один вариант исполнения касается особенностей выполнения самого корпуса смесительного клапана с расположением первого продольного паза в плоскости симметрии. Плоскость симметрии расположена между несколькими входными каналами. Следующий вариант исполнения касается особенностей выполнения втулочного узла с шаровым элементом для смесительного клапана. В результате того или другого исполнения смесительного клапана, а также втулочного узла улучшается и облегчается регулирование температуры при полном открытии крана. 3 с. и 13 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Смесительный клапан водопроводного крана, содержащий подвижный шаровой клапанный элемент, установленный в корпусе, имеющем полость, в корпусе выполнено несколько входных каналов и выходной канал, сообщающиеся с полостью, а шаровой клапанный элемент расположен с возможностью взаимодействия с входными каналами для регулирования расхода потока и температуры смеси, проходящей через каналы, причем в корпусе выполнено сквозное отверстие, а шаровой клапанный элемент снабжен управляющим рычагом, соединенным с ним и выступающим через упомянутое отверстие корпуса, отличающийся тем, что в корпусе смесительного клапана установлен втулочный узел, содержащий корпус, выполненный с верхним отверстием для прохода через него управляющего рычага и нижним торцом, вокруг верхнего отверстия корпуса втулочного узла выполнено место для установки уплотнения и в нем расположено уплотнение, герметизирующее подвижный шаровой клапанный элемент, в корпусе втулочного узла выполнен первый продольно расположенный паз между верхним отверстием и нижним его торцом, а поперек шарового элемента расположен палец, выступающий из него и расположенный в пазу с возможностью скольжения и поворота, обеспечивая поворот шарового элемента вдоль первой оси, совпадающей с пальцем, и второй оси, расположенной поперек продольного паза и первой оси. 2. Смесительный клапан водопроводного крана по п.1, отличающийся тем, что корпус втулочного узла имеет на нижнем торце отверстие, через которое подвижный шаровой элемент выступает в полость корпуса крана для взаимодействия с входными каналами, в корпусе втулочного узла выполнен второй продольно расположенный паз, диаметрально противоположный первому продольно расположенному пазу, из диаметрально противоположных участков шарового элемента выступают первый и второй периферийные концы пальца, которые расположены в соответствующих первом и втором пазах, соответствующие первый и второй пазы имеют нижнюю стенку с опорной полкой для упора в нее соответствующего конца пальца, размещенной выше нижнего торца корпуса втулочного узла, и соответствующие концы пальца расположены друг от друга на расстоянии, большем диаметра упомянутого отверстия для удержания во втулочном узле шарового элемента посредством концов пальца, расположенных над опорными полками. 3. Смесительный клапан водопроводного крана по п.2, отличающийся тем, что каждый продольный паз размещен в плоскости симметрии, расположенной между несколькими входными каналами. 4. Смесительный клапан водопроводного крана по п.3, отличающийся тем, что верхнее отверстие корпуса втулочного узла выполнено профилированным и расположено симметрично относительно плоскости симметрии, включающей оси продольных пазов, отверстие имеет полукруглую дуговую кромку с углом дуги приблизительно 180^o, переходящую в две радиально расположенные прямые кромки, образующие между собой угол приблизительно 160^o, кроме этого по оси симметрии полукруглой дуговой кромки расположена выемка с размерами, обеспечивающими размещение управляющего рычага. 5. Смесительный клапан водопроводного крана по п.3, отличающийся тем, что шаровой клапанный элемент выполнен с двумя входными отверстиями для холодной воды, разделенными полоской стенки шарового элемента, и двумя входными отверстиями для горячей воды, разделенными другой полоской стенки шарового элемента, и плоскость симметрии расположена между двумя парами входных отверстий при нахождении шарового клапанного элемента в промежуточной позиции смешивания. 6. Смесительный клапан водопроводного крана по п.5, отличающийся тем, что в шаровом клапанном элементе выполнено второе выходное отверстие, при этом два выходных отверстия симметрично расположены между входными отверстиями для холодной и горячей воды. 7. Смесительный клапан водопроводного крана, содержащий подвижный шаровой клапанный элемент, установленный в корпусе, имеющем полость, в корпусе выполнено несколько входных каналов и выходной канал, сообщающиеся с полостью, а шаровой клапанный элемент расположен с возможностью взаимодействия с входными каналами для регулирования расхода потока и температуры смеси, проходящей через каналы, причем в корпусе выполнено сквозное отверстие, а шаровой клапанный элемент снабжен управляющим рычагом, соединенным с ним и выступающим через упомянутое отверстие корпуса, отличающийся тем, что в корпусе выполнен первый проходящий в нем продольный паз, а поперек шарового клапанного элемента расположен палец, выступающий из него и расположенный с возможностью скольжения и поворота в пазу корпуса, обеспечивая поворот шарового клапанного элемента вдоль первой оси, совпадающей с пальцем, и второй оси, расположенной поперек продольного паза и первой оси, при этом продольный паз расположен в плоскости симметрии, расположенной между несколькими входными каналами. 8. Смесительный клапан водопроводного крана по п.7, отличающийся тем, что сквозное отверстие корпуса выполнено с контурными профилированными кромками, расположенными симметрично относительно плоскости симметрии, включающей ось продольного паза, контурные кромки состоят из дугового кромочного участка с углом дуги приблизительно 180^o, переходящего в две радиально расположенные прямые кромки, образующие между собой угол приблизительно 160^o, кроме этого по линии симметрии дугового участка расположена выемка с размерами, обеспечивающими размещение управляющего рычага. 9. Смесительный клапан водопроводного крана по п.7, отличающийся тем, что шаровой клапанный элемент выполнен с двумя входными отверстиями для холодной воды, разделенными полоской стенки этого элемента, и двумя входными отверстиями для горячей воды, разделенные другой полоской стенки этого элемента, плоскость симметрии расположена между двумя парами входных отверстий, при нахождении шарового клапанного элемента в промежуточной позиции смешения воды. 10. Смесительный клапан водопроводного крана по п.9, отличающийся тем, что в шаровом клапанном элементе выполнено второе выходное отверстие, при этом два выходных отверстия симметрично расположены между входными отверстиями для холодной и горячей воды. 11. Втулочный узел с шаровым элементом для смесительного клапана, содержащий корпус и шаровой клапанный элемент, выполненный по меньшей мере с одним входом и выходом, причем в корпусе выполнено верхнее отверстие для прохода через него управляющего рычага, и нижнее отверстие, через которое выступает подвижный шаровой клапанный элемент с возможностью взаимодействия с входными каналами смесительного клапана, между шаровым клапанным элементом и корпусом установлено уплотнение для предотвращения утечки через верхнее отверстие корпуса, поперек шарового элемента расположен палец, выступающий из него, отличающийся тем, что в корпусе выполнен первый продольно расположенный в нем паз, проходящий между верхним и нижним отверстиями, а палец расположен с возможностью скольжения и поворота в упомянутом пазу корпуса. 12. Втулочный узел с шаровым клапанным элементом по п.11, отличающийся тем, что в корпусе выполнен второй продольно расположенный паз, диаметрально противоположный первому продольно расположенному пазу, концы пальца, выступающие из диаметрально противоположных участков шарового элемента, расположены в соответствующих первом и втором пазах корпуса и на расстоянии друг от друга, большем диаметра нижнего отверстия корпуса для удержания во втулочном узле шарового элемента. 13. Втулочный узел с шаровым клапанным элементом по п.12, отличающийся тем, что продольный паз расположен в плоскости симметрии между несколькими входными каналами. 14. Втулочный узел с шаровым клапанным элементом по п.13, отличающийся тем, что верхнее отверстие корпуса втулочного узла выполнено профилированным и расположено симметрично относительно плоскости симметрии, включающей оси продольных пазов, отверстие имеет полукруглую дуговую кромку с узлом дуги приблизительно 180^o, переходящие в две радиально расположенные прямые кромки, образующие между собой угол приблизительно 160^o, кроме этого по оси симметрии полукруглой дуги расположена выемка с размерами, обеспечивающими прием управляющего рычага. 15. Втулочный узел с шаровым клапанным элементом по п.13, отличающийся тем, что шаровой клапанный элемент выполнен с двумя входными отверстиями для холодной воды, разделенными полоской стенки шарового элемента, и с двумя входными отверстиями для горячей воды, разделенными другой полоской стенки шарового элемента, а плоскость симметрии расположена между двумя парами входных отверстий при нахождении шарового клапанного элемента в промежуточной позиции смешения воды. 16. Втулочный узел с шаровым клапанным элементом по п.15, отличающийся тем, что в шаровом клапанном элементе выполнено второе выходное отверстие, при этом два выходных отверстия симметрично расположены между входными отверстиями для холодной и горячей воды.