ВОДОПРОВОДНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ Российский патент 2000 года по МПК F16K11/10 F16K27/04 

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к оборудованию сантехнических приборов и может быть использовано в сетях водоснабжения, где возникает необходимость смешения потоков жидкости с различными параметрами.

Известны водопроводные смесители, включающие литой корпус с соосно и встречно размещенными в нем двумя вентильными головками, трубку излива в средней части, подводящие трубки [1,2,3].

Указанный дизайн смесителей является достаточно удачным и поэтому широко распространен, однако это только дизайн и не более. Никаких конструктивных или технологических преимуществ указанное техническое решение не предполагает, о чем свидетельствует достаточно сложная конструкция корпуса и как правило литьевая технология его производства.

Известно запорно-регулирующее устройство, включающее корпус, по форме близкий к цилиндрическому, с соосно расположенными в нем вентильными головками [4] . Указанное известное техническое решение, как указано в описании, может быть использовано в качестве смесителя, однако это возможно только при условии изменения формы корпуса. То есть известную конструкцию запорно-регулирующего устройства с формой корпуса, близкой к цилиндрической, и соосным расположением вентильных головок использовать в качестве смесителя не представляется возможным.

Известен водопроводный смеситель, включающий корпус, две вентильные головки, трубку излива, подводящие трубки, при этом каждая вентильная головка установлена в корпусе посредством резьбового участка с возможностью взаимодействия с седлом перепускного отверстия, а подводящие трубки установлены в подводящих каналах, выполненных в корпусе [5].

Указанное известное техническое решение принято заявителем в качестве прототипа как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату аналог.

Недостатком прототипа является усложненная конструкция корпуса смесителя, изготовление которого возможно осуществить либо методом высокоточного литья с последующей механической обработкой с использованием дорогостоящего оборудования, либо методом механической обработки из прутка. Использование технологии литья при изготовлении корпуса в прототипе экономически и технологически оправдано. Однако само наличие литейного производства в любом технологическом процессе и в процессе изготовления таких малогабаритных деталей как корпус водопроводного смесителя в частности сопряжено с определенными неудобствами и затратами. Литье требует отдельных производственных площадей и оборудования, является весьма энергоемким и экологически неблагоприятным технологическим процессом.

Изготовление корпуса прототипа из прутка без литья неизбежно влечет составную его конструкцию, большой объем механической обработки и низкий коэффициент использования дорогостоящего материала.

Все вышеизложенное следует из того, что в прототипе корпус не является полым цилиндром, а его внутреннее пространство включает несколько разнонаправленных каналов и перегородок.

В конечном итоге указанные недостатки прототипа для потребителя оборачиваются повышенной стоимостью водопроводного смесителя.

Предлагаемое изобретение направлено на достижение технического результата, который выражается в том, что корпус водопроводного смесителя изготавливается из отрезка трубы путем механической обработки резанием, то есть из технологического процесса исключается литейное производство.

В конечном итоге указанный технический результат существенно упрощает процесс производства водопроводного смесителя и значимо снижает его стоимость при сохранении надежности и долговечности в эксплуатации.

Указанный положительный технический результат достигается тем, что в предлагаемом водопроводном смесителе включающем корпус, выполненный в форме полого цилиндра, две вентильные головки, трубку излива, подводящие трубки, опору, прижимную шайбу, каждая вентильная головка установлена в корпусе посредством резьбового участка с возможностью взаимодействия с седлом перепускного отверстия, а подводящие трубки установлены в подводящих каналах, выполненных в корпусе, при этом резьбовые участки выполнены в полости корпуса со стороны его торцев, седла перепускных отверстий размещены в средней части корпуса с образованием между ними зоны смешения, подводящие каналы выполненных в стенке корпуса между резьбовым участком и седлом, а трубка излива установлена в средней части корпуса с возможностью сообщения с зоной смешения.

Водопроводный смеситель может быть также снабжен переходником с фиксатором для соединения трубки излива с корпусом, при этом в средней части стенки корпуса выполнено резьбовое отверстие, а в стенке трубки излива со стороны ее входного участка просечка, переходник выполнен в виде штуцера с резьбовым хвостовиком и буртиками на внешней цилиндрической поверхности, а фиксатор выполнен в виде разрезного кольца с выступом на внешней поверхности, при этом переходник своим резьбовым участком смонтирован в резьбовом отверстии корпуса, между буртиками последнего установлено разрезное кольцо, а трубка излива укреплена с возможностью поворота на переходнике таким образом, что выступ фиксатора совмещен с просечкой. Подводящие каналы, в которых установлены подводящие трубки, преимущественно выполнены таким образом, что их оси образуют между собой угол, вершина которого обращена от корпуса. Опора выполнена в форме оболочки, верхняя кромка которой сопряжена с прилегающей к ней боковой цилиндрической поверхностью корпуса. Прижимная шайба снабжена лепестками, расположенными на ее верхней плоскости, и радиальными ребрами жесткости - на нижней, причем лепестки выполнены с возможностью охвата подводящих трубок на участке между прижимной шайбой и опорой.

Предлагаемый смеситель может быть снабжен футоркой, установленной с возможностью осевого перемещения в зоне смешения и выполненной в форме цилиндрической втулки с окнами в средней части для прохода жидкости, а седла расположены на торцах втулки, которая кроме этого может быть выполнена составной из двух полувтулок, взаимодействующих между собой в плоскости разъема, проходящей через окна.

Выполнение корпуса водопроводного смесителя в форме полого цилиндра обеспечивает возможность изготовления его из отрезка трубы стандартного сортамента путем механической отработки резанием с использованием универсального оборудования. Стандартная труба в отличие от литой болванки испытана на прочность и имеет жесткие допуски на внутренний и внешний диаметры и шероховатость поверхности, что позволяет минимизировать ее последующую механическую обработку. Одновременно с нарезкой трубы в размер может быть осуществлена обработка торцев полого цилиндра.

Конструктивно и технологически проще всего две вентильные головки установить в предлагаемом корпусе в торцах, для чего в полости корпуса со стороны его торцев выполнены резьбовые участки. Для обеспечения возможности нарезки резьбы под "гнезда" вентильных головок целесообразно использовать такой типоразмер трубы, в котором внутренний диаметр не превосходит внутренний диаметр резьбы вентильной головки, а наружный диаметр превосходит наружный диаметр резьбы вентильной головки. Таким образом, вентильные головки предпочтительно устанавливают соосно одну против другой в корпусе по оси последнего.

В предлагаемом водопроводном смесителе предполагается использование вентильных головок традиционных конструкций и общепринятых типоразмеров. Для обеспечения нормальной работы традиционной вентильной головки необходимо наличие в "гнезде" ее монтажа центрального седла перепускного отверстия и бокового прохода для потока жидкости. Каждая вентильная головка имеет свое седло перепускного отверстия. Под седлом в данном случае понимается, как правило, некая кольцевая поверхность, формирующая перепускное отверстие для прохода жидкости и одновременно служащая опорой взаимодействующей с перекрывающим элементом вентильной головки. Седла перепускных отверстий размещены в средней части корпуса на некотором расстоянии друг от друга с образованием между ними зоны смешения. Под средней частью корпуса понимается его цилиндрической участок, расположенный на некотором расстоянии от торцев. Таким образом, средняя часть корпуса это не всегда его геометрическая середина. Седло может быть выполнено за одно с корпусом в виде неподвижного кольцевого выступа в его полости, но предпочтительным является вариант смесителя с футоркой, установленной с возможностью осевого перемещения в зоне смешения и выполненной в форме цилиндрической втулки с окнами в средней части для прохода жидкости, при этом седла выполнены на торцах втулки. Кроме того, цилиндрическая втулка может состоять из двух полувтулок, которые взаимодействуют между собой в плоскости разъема, проходящей через окна.

Расстояние между седлом и резьбовым участком соответствующей вентильной головки является величиной, от которой будет зависеть степень обжатия ее перекрывающих элементов, а следовательно, и усилие, необходимое для вращения маховика вентильной головки. Наличие свободно перемещаемой в осевом направлении футорки позволяет ей устанавливаться таким образом, когда усилия обжатия перекрывающих элементов обеих головок будут одинаковыми, что обеспечит одинаковые условия работы головок и их идентичность по усилию управления. Наличие футорки в виде разрезной втулки (состоящей из двух полувтулок) повышает удобство монтажа головок, поскольку в этом случае одна из полувтулок всегда остается обжатой и нет необходимости перекрывать обе магистрали водоснабжения.

Величина расстояния между седлами перепускных отверстий определяет размеры зоны смешения жидких компонентов. Под зоной смешения в данном случае понимается некое пространство в полости корпуса, ограниченное седлами, поступление компонентов в которую осуществляется через соответствующие перепускные отверстия. В случае наличия футорки она устанавливается в зоне смешения и взаимодействие потоков смешиваемых компонентов осуществляется внутри цилиндрической втулки.

Выход компонентов из зоны смешения осуществляется через окна в центральной части цилиндрической втулки в трубку излива, которая установлена в средней части корпуса с возможностью сообщения с зоной смешения. В данном случае трубка излива установлена в средней части корпуса посредством переходника с фиксатором. Переходник выполнен в виде штуцера с резьбовым хвостовиком и буртиками на внешней цилиндрической поверхности, а в средней части стенки корпуса выполнено резьбовое отверстие, в которое ввинчивается резьбовой хвостовик. Фиксатор представляет собой разрезное кольцо с выступом на внешней поверхности, установленное между буртиками штуцера. В стенке трубки излива со стороны ее входного участка имеется просечка, а сама трубка укреплена с возможностью поворота на переходнике таким образом, что выступ фиксатора совмещен с просечкой.

Подводящие каналы выполнены в стенке корпуса между соответствующим резьбовым участком и седлом. Форма подводящего канала и их количество могут быть самыми разнообразными, вплоть до выполнения в виде кольцевого коллектора. Перекрытие проходного сечения подводящих каналов резьбовыми участками снижает их пропускную способность и ухудшает условия монтажа вентильных головок. В подводящие каналы могут быть установлены на резьбе гибкие подводящие трубки. Поскольку смеситель предполагается устанавливать в сантехнических приборах, установочные отверстия в которых имеют ограниченный размер, то собираемость смесителя будет ограничена возможностью пропускания гибких подводящих трубок в указанные отверстия. Расстояние между гибкими подводящими трубками в месте их крепления в подводящих каналах не представляется возможным выполнить сколь угодно малым, а следовательно, в непосредственной близости от этого места, где эти трубки имеют ограниченную гибкость они могут не вписаться в отверстие сантехнического прибора. Для обеспечения сближения гибких подводящих трубок друг с другом и пропускания их в установочное отверстие они установлены под углом друг к другу. Величина угла, который образуют между собой продольные оси подводящих трубок, а вершина которого обращена от корпуса, зависит от высоты опоры и может изменяться от 0 градусов в широких пределах.

Таким образом, в предлагаемой конструкции водопроводного смесителя использована обратная схема протока жидкой среды через вентильную головку. Поток жидкости под давлением подводится в среднюю часть головки, "дежурит" там и при открытии изливается через перекрывающий элемент, в то время как при традиционной прямой схеме поток жидкости под давлением подводится со стороны седла и "дежурит" перед перекрывающим элементом. Следует отметить, что не все типы вентильных головок будут одинаково функционировать в условиях обратной схемы. Заявителем установлено, что широко известные [6,7] и распространенные вентильные головки с перекрывающими элементами, перемещающимися в плоскости, перпендикулярной направлению потока , одинаково надежно функционируют как в прямой так и в обратной схеме.

В предлагаемой конструкции смесителя вентильные головки расположены на одном уровне с корпусом, поэтому для обеспечения удобного доступа к ним опора выполнена в форме достаточно высокой оболочки, которая приподнимает корпус над плоскостью сантехнического прибора. Для обеспечения приемлемого внешнего вида смесителя верхняя кромка оболочки сопряжена с прилегающей к ней боковой цилиндрической поверхностью корпуса.

Прижимная шайба изготавливается из пластической массы и выполняет несколько функций. Лепестки, расположенные на верхней плоскости прижимной шайбы, достаточно эластичны и имеют форму, обеспечивающую возможность охвата подводящих трубок на участке между прижимной шайбой и опорой. Таким образом, лепестки фиксируют положение подводящих трубок и предохраняют их от повреждения при взаимодействии с острой кромкой отверстия в мойке. Для обеспечения надежного крепления смесителя и предания требуемой прочности шайбе она имеет радиальные ребра жесткости на нижней плоскости.

Предлагаемое техническое решение иллюстрировано чертежами.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого водопроводного смесителя; на фиг. 2 - корпус водопроводного смесителя в разрезе; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - фиксатор; на фиг. 5 - узел II на фиг. 1; на фиг. 6 - прижимная шайба.

Водопроводный смеситель содержит корпус 1, выполненный в форме полого цилиндра, две вентильные головки 2, трубку излива 3. Подводящие трубки 4 установлены в подводящих каналах 5 таким образом, что их продольные оси образуют между собой угол α. Вентильные головки 2 установлены в корпусе 1 посредством резьбовых участков 6, выполненных в полости корпуса 1 со стороны его торцев 7 и взаимодействуют с седлами 8 перепускных отверстий 9. Седла 8 размещены в средней части 10 корпуса 1 с образованием между ними зоны смешения 11. В средней части 10 стенки корпуса 1 выполнено резьбовое отверстие 12, в котором посредством резьбового хвостовика 13 установлен переходник 14, выполненный в виде штуцера, с буртиками 15 на внешней цилиндрической поверхности. Между буртиками 15 переходника 14 установлен фиксатор 16, который имеет форму разрезного кольца с выступом 17 на внешней поверхности. В стенке трубки излива 3 со стороны ее входного участка имеется сквозная просечка 18. Корпус 1 устанавливается на опору 19, выполненную в форме оболочки. В зоне смешения 11 расположена футорка 20, выполненная в форме цилиндрической втулки с окнами 21 в средней части. Футорка 20 выполнена составной из двух полувтулок, которые взаимодействуют между собой в плоскости разъема, проходящей через окна 21. Смеситель в собранном виде фиксируется в сантехническом приборе с помощью стяжки 22, которая представляет собой шпильку с гайкой. Стяжка 22 пропущена через прижимную шайбу 23 с лепестками 24 и радиальными ребрами жесткости 25.

Функционирование водопроводного смесителя осуществляется следующим образом.

Водопроводный смеситель монтируется, например, в мойке, а подводящие трубки 4 подсоединяются к соответствующим магистралям. При наличии давления жидкости в магистралях и открытии вентильных головок 2 происходит движение жидкости по подводящим трубкам 4 через подводящие каналы 5 и перепускные отверстия 9 в зону смешения 11, где и происходит смешение потоков. Из зоны смешения 11 жидкость через трубку излива 3 поступает к потребителю. Регулирование расходов смешиваемых жидкостей обеспечивается вентильными головками 2.

Таким образом, предлагаемое техническое решение отличается простотой конструкции и технологичностью в производстве при сохранении удобства и надежности в эксплуатации.

Литература
1. Патент Франции N 25552193, кл. F 16 К 11/00, 1983 г.

2. Патент ФРГ N 3211619, кл. F 16 К 11/02, 1982 г.

3. Патент США N 3028094, кл. 236-12, 1962 г.

4. Патент РФ N 2076258, кл. F 16 К 11/10, 31/124, 1997 г.

5. Патент SU N 1822474, кл. F 16 К 11/06, 1991 г. - прототип.

6. Патент РФ N 2074995, кл. F 16 К 3/08, 1995 г.

7. Патент РФ N 2074996, кл. F 16 К 3/08, 1995 г.

Изобретение относится к оборудованию сантехнической арматуры и предназначено для смешения потоков жидкости с различными параметрами в сетях водоснабжения. Водопроводный смеситель включает корпус, две вентильные головки, трубку излива, подводящие трубки. Каждая вентильная головка установлена в корпусе посредством резьбового участка с возможностью взаимодействия с седлом перепускного отверстия. Трубка излива установлена в средней части корпуса с возможностью сообщения с зоной смешения. Подводящие трубки установлены в подводящих каналах, выполненных в корпусе. Корпус смесителя выполнен в форме полого цилиндра. В полости цилиндра расположены резьбовые участки со стороны его торцев. В средней части цилиндра размещены седла с образованием между ними зоны смешивания. Подводящие каналы расположены в стенке цилиндра между каждым резьбовым участком и седлом. Технический результат изобретения заключается в упрощении конструкции и технологичности в производстве при сохранении удобства, надежности и долговечности в эксплуатации. 6 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Водопроводный смеситель, включающий корпус, две вентильные головки, трубку излива, подводящие трубки, опору, прижимную шайбу, при этом каждая вентильная головка установлена в корпусе посредством резьбового участка с возможностью с седлом перепускного отверстия, трубка излива установлена в средней части корпуса с возможностью сообщения с зоной смешения, а подводящие трубки установлены в подводящих каналах, выполненных в корпусе, отличающийся тем, что корпус выполнен в форме полого цилиндра с расположенными в его полости резьбовыми участками со стороны его торцев и седлами в средней его части с образованием между ними зоны смещения, а подводящие каналы расположены в стенке цилиндра между каждым резьбовым участком и седлом. 2. Водорастворимый смеситель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен переходником с фиксатором для соединения трубки излива с корпусом, при этом в средней части стенки корпуса выполнено резьбовое отверстие, а в стенке трубки излива со стороны ее входного участка - просечка, переходник выполнен в виде штуцера с резьбовым хвостовиком и буртиками на внешней цилиндрической поверхности, а фиксатор выполнен в виде разрезного кольца с выступом на внешней поверхности, при этом переходник своим резьбовым участком смонтирован в резьбовом отверстии корпуса, между буртиками последнего установлено разрезное кольцо, а трубка излива укреплена с возможностью поворота на переходнике таким образом, что выступ фиксатора совмещен с пересечкой. 3. Водопроводный смеситель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что подводящие каналы, в которых установлены подводящие трубки, выполнены таким образом, что их оси образуют между собой угол, вершина которого обращена от корпуса. 4. Водопроводный смеситель по пп.1 - 3, отличающийся тем, что опора выполнена в форме оболочки, верхняя кромка которой сопряжена с прилегающей к ней боковой цилиндрической поверхностью корпуса. 5. Водопроводный смеситель по пп.1 - 4, отличающийся тем, что прижимная шайба снабжена лепестками, расположенными на ее верхней плоскости, и радиальными ребрами жесткости - на нижней, причем лепестки выполнены с возможностью охвата подводящих трубок на участке между прижимной шайбой и опорой. 6. Водопроводный смеситель по пп.1 - 5, отличающийся тем, что он снабжен футоркой, установленной с возможностью осевого перемещения в зоне смешения и выполненный в форме цилиндрической втулки с окнами в средней части для прохода жидкости, а седла расположены на торцах втулки. 7. Водопроводный смеситель по п.6, отличающийся тем, что цилиндрическая втулка выполнена составной из двух полувтулок, которые взаимодействуют между собой в плоскости разъема, проходящей через окна.