СМЕСИТЕЛЬ Российский патент 2001 года по МПК F16K11/16 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к смесительным устройствам, предназначенным для смешивания в различном соотношении горячей и холодной воды, и может быть применено, например, в смесителях общих для ванны и умывальника или в смесителях для мойки со щеткой.

Известен водопроводный смеситель по международной заявке EP N 0390121, МПК⁵ F 16 K 11/00, G 05 D 23/13, F 16 K 11/20, 1990 г. Известный смеситель содержит полый корпус с впускными отверстиями для холодной и горячей воды и выпускным отверстием для смешанной воды, поступающей в головку душа или в излив. В одном концевом участке корпуса смесителя расположен терморегулирующий клапан, приводимый в действие соединенной с ним ручкой, укрепленной снаружи корпуса. В другом концевом участке корпуса расположен трехходовой клапан, приводимый в действие соединенной с ним ручкой, укрепленной снаружи корпуса. Между этими клапанами в корпусе смесителя расположена смесительная камера, в которую через терморегулирующий клапан поступает горячая и холодная вода из соответствующих впускных отверстий. Затем смешанная вода посредством трехходового клапана подается либо в головку душа, либо в излив.

Однако конструкция известного смесителя является достаточно сложной.

Известен кран-смеситель по патенту RU N 2117844, МПК⁶ F 16 K 11/02, 1995 г. Известное устройство содержит корпус с камерой смешения, каналами подвода холодной и горячей воды и каналами отвода смешанной воды к душу и изливу, запорные устройства для регулирования расхода холодной и горячей воды, крышку и размещенный в камере смешения переключатель потока воды, включающий приводной шток и ограничитель его поворота при перемещении из положения "душ" в положение "излив". Переключатель потока выполнен в виде двух пластин со сквозными проходными окнами в форме сектора, расположенными по окружности. Одна пластина размещена на эластичной прокладке и закреплена неподвижно фиксатором, а ее окна сообщены соответственно с каналами отвода смешанной воды к душу и изливу и разделены перемычкой, соответствующей по форме окну поворотной пластины. Последняя связана с приводным штоком и установлена с возможностью ограниченного поворота, причем на этой пластине выполнен торцевой упор, а на взаимодействующем с ней конце штока - ответный торцевой упор. Другой конец штока выполнен с меньшим диаметром, и на нем расположена нажимная втулка, соединенная с крышкой и поджимающая через шток обе пластины к эластичной прокладке. По периферии поворотной пластины выполнена выемка, а ограничитель ее поворота выполнен в виде фиксатора неподвижной пластины, входящего в выемку и контактирующего с ее боковыми стенками в крайних положениях штока.

Однако в известном устройстве переключатель потока воды имеет достаточно сложную конструкцию.

Также известны смесители общие для ванны и умывальника и смесителя для мойки со щеткой по ГОСТ 25809-96 (Смесители водоразборные. Типы и основные размеры). Известные смесители содержат полый корпус с впускными патрубками для холодной и горячей воды, причем соосно каждому впускному патрубку в корпусе смесителя выполнен присоединительный элемент для вентильной головки, а между впускными патрубками в корпусе смесителя образована смесительная камера, сообщенная через переключатель потока воды с выпускными отверстиями для присоединения соответственно душа или щетки и излива. По существу, известные смесители отличаются друг от друга типом используемого переключателя потока. Конструкция переключателя потока упомянутым стандартом не регламентируется. Наиболее распространенными являются следующие типы переключателей потока:
- золотниково-кривошипный;
- пробочный;
- кнопочный.

Каждый из этих типов переключателей потока имеет свои конструктивные особенности и специфику обслуживания при эксплуатации (Сантехника. / Сост. Рыженко В.И. - М.: ЗАО "Траст-Пресс", 1999, с. 93-96).

Однако золотниково-кривошипный и кнопочный переключатели потока имеют достаточно сложную конструкцию, а пробочный переключатель потока требует тщательной притирки к корпусу, что усложняет изготовление смесителя.

Вместе с этим известны клапанные распределители, которые просты в изготовлении и надежны в эксплуатации. Известно устройство клапанного распределителя жидкости с рычажным приводом (Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. - 2-е изд. , перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1971, с. 363). Устройство содержит корпус, в котором выполнены два вертикально расположенных глухих канала, каждый с седлом, причем в каждом канале с возможностью продольного перемещения установлен подпружиненный запорный орган с уплотнением. Каналы соответственно сообщены с выполненными в корпусе выпускными отверстиями. На корпусе посредством горизонтально расположенной оси установлен качающийся трехплечий рычаг, одно из плеч которого представляет собой рукоятку управления клапанного распределителя, а два других плеча, по существу, образуют балансир, плечи которого посредством регулируемых опорных элементов соответственно контактируют с хвостовиками упомянутых запорных органов. Причем оси каналов, в которых перемещаются запорные органы, располагаются симметрично относительно оси качающегося трехплечего рычага. Поверхности опорных элементов балансира и хвостовиков запорных органов, контактирующие друг с другом, выполнены сферическими, благодаря чему обеспечивается точечный контакт при взаимодействии балансира с запорными органами. В вертикальном положении рукоятки управления впускные каналы перекрыты, а рукоятка удерживается под действием давления жидкости и усилия пружин запорных органов. При наклоне рукоятки движение рукоятки передается на хвостовик запорного органа, последний отходит от седла, и жидкость поступает в соответствующий выпускной канал.

Недостатком известного устройства является большое усилие, которое требуется для преодоления давления жидкости на поверхности клапана запорного органа и усилия пружин. Кроме того, устройство предполагает непрерывное удержание рукоятки управления при подаче жидкости, что неприемлемо, например, для умывальника.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков с заявленным изобретением является смеситель общий для ванны и умывальника, серийно выпускаемый ОАО "Санлит" (Санкт-Петербург). Известный смеситель содержит полый корпус с впускными патрубками для холодной и горячей воды, причем соосно каждому впускному патрубку в корпусе смесителя выполнен присоединительный элемент для вентильной головки, а между впускными патрубками в корпусе смесителя образована смесительная камера, сообщенная через переключатель потока с выпускными отверстиями для присоединения соответственно душа (гибкого шланга душевой сетки) и излива. Переключатель потока представляет собой клапанный распределитель, включающий запорный орган с уплотнением и нажимной элемент в виде колпачка, соединенный с хвостовиком запорного органа. Клапанный распределитель имеет полый корпус, который пропущен через отверстие, выполненное в корпусе смесителя, и состоит из двух частей, связанных посредством резьбового соединения, с помощью которого одновременно обеспечивается и крепление корпуса клапанного распределителя к корпусу смесителя. Герметичность соединения корпуса смесителя с корпусом клапанного распределителя обеспечивается соответствующими стационарными уплотнениями. При этом нижняя часть корпуса клапанного распределителя представляет собой штуцер для присоединения излива. Верхняя часть корпуса клапанного распределителя выполнена с ответвительным элементом (угольником) для присоединения душа (гибкого шланга душевой сетки). Запорный орган выполнен с возможностью вертикального перемещения в канале, образованном в корпусе клапанного распределителя, между двумя противоположно ориентированными седлами, выполненными соответственно в верхней и нижней частях корпуса клапанного распределителя, и представляет собой двухсторонний тарельчатый клапан, который удерживается и направляетя штоком с хвостовиком. Клапан имеет кольцевые уплотнительные элементы для периодического закрывания седел. Запорный орган имеет два рабочих положения. В первом положении запорного органа обеспечивается проход воды в излив, а во втором положении, в которое запорный орган перемещается посредством нажатия на колпачок, соединенный с хвостовиком запорного органа, вода проходит в ответвительный элемент, сообщенный с душем. Запорный орган после перестановки во второе положение удерживается в нем с помощью давления отводимой в ответвительный элемент воды. Для обратного переключения воды на излив необходимо потянуть упомянутый колпачок до упора. В варианте изготовления смесителя для исключения возможности обратного всасывания загрязненной воды из ванны при возникновении разрежения в системе водопровода комплект душевой сетки на гибком шланге включает обратный клапан в виде лепестка. В другом варианте изготовления смесителя для исключения возможности обратного всасывания загрязненной воды из ванны колпачок, соединенный с запорным органом, подпружинивают относительно корпуса смесителя посредством пружины сжатия, которую размещают в корпусе колпачка с охватом хвостовика запорного органа. В этом варианте изготовления для обратного переключения воды на излив необходимо потянуть колпачок до упора или закрыть вентильные головки, при этом давление в смесительной камере упадет до нуля, и пружина, разжимаясь и действуя на колпачок, переведет запорный орган в первое положение.

К недостаткам известного смесителя можно отнести достаточно сложную конструкцию, которая обусловлена принятым схемно-компоновочным решением переключателя потока и необходимостью соответствия требованиям технической эстетики. Кроме того, в варианте изготовления смесителя с подпружиненным колпачком, при минимальном рабочем давлении не исключена возможность произвольного переключения потока воды с душа на излив. Последний недостаток обусловлен естественным разбросом силовых характеристик пружин сжатия и нестабильностью силы трения между штоком запорного органа и уплотнением штока. Вместе с этим достаточно трудоемким является процесс разборки-сборки клапанного распределителя смесителя, например, для замены уплотнения запорного органа при эксплуатации смесителя. Это связано с тем, что разборка клапанного распределителя может быть произведена только после отсоединения душа и излива и требует замены по меньшей мере стационарных уплотнений между корпусом смесителя и корпусом клапанного распределителя.

Задача, решаемая изобретением, заключается в упрощении используемого в смесителе схемно-компоновочного решения переключателя потока, повышении надежности смесителя и уменьшении трудоемкости обслуживания смесителя при его эксплуатации.

Эта задача решается благодаря тому, что в известном смесителе, содержащем полый корпус с впускными патрубками для холодной и горячей воды, причем соосно каждому впускному патрубку в корпусе смесителя выполнен присоединительный элемент для вентильной головки, а между впускными патрубками в корпусе смесителя образована смесительная камера, сообщенная через клапанный распределитель с выпускными отверстиями для присоединения соответственно душа или щетки и излива, причем упомянутый распределитель включает запорный орган с уплотнением и нажимной элемент, соединенный с хвостовиком запорного органа, согласно изобретению нажимной элемент выполнен в виде балансира с горизонтальной осью, размещенного в углублении, выполненном в корпусе смесителя. Снизу балансира выполнены коробчатые направляющие. В корпусе смесителя симметрично относительно оси балансира выполнены два сквозных вертикально расположенных канала, каждый с седлом. В каждом канале с возможностью продольного перемещения установлен запорный орган с уплотнением, который подвижно соединен с балансиром посредством своего хвостовика, размещенного в коробчатой направляющей балансира. Упомянутые каналы конструктивно совмещены с выпускными отверстиями смесителя. Такое выполнение позволяет упростить конструкцию клапанного распределителя смесителя, что, в конечном итоге, повышает надежность смесителя. Вместе с этим упрощается процесс сборки-разборки смесителя, благодаря чему, а также упрощению конструкции, обеспечивается уменьшение стоимости изготовления смесителя. Кроме того, упрощение процесса сборки-разборки смесителя позволяет уменьшить трудоемкость обслуживания смесителя при его эксплуатации. Так, например, разборка клапанного распределителя смесителя для замены уплотнения запорного органа может быть произведена без отсоединения душа (щетки) и излива, при этом остаются нетронутыми стационарные уплотнения присоединительных элементов смесителя и не требуются гаечные ключи. Таким образом, изобретение обеспечивает повышение надежности смесителя и одновременно позволяет уменьшить стоимость изготовления, а также уменьшить трудоемкость обслуживания смесителя при его эксплуатации.

Вместе с этим седла каналов выполнены конусными. При таком выполнении в случае изготовления корпуса смесителя цельнолитым стержневая система обеспечивает строгую соосность уплотняемого конуса и канала под запорный орган, что позволяет уменьшить трудоемкость механической обработки и улучшает эксплуатационные характеристики смесителя.

Кроме того, хвостовики запорных органов имеют опорные поверхности, выполненные со скруглением по радиусу. Такое выполнение обеспечивает точечный контакт при взаимодействии хвостовика с коробчатой направляющей балансира и исключает возможность заклинивания запорного органа, что также повышает надежность смесителя.

Ось балансира может быть расположена таким образом, что она скрещивается под прямым углом с осями впускных патрубков. Расположение оси балансира определяет компоновку смесителя. В этом варианте выполнения присоединительные элементы для душа (щетки) и излива располагаются в вертикальной плоскости, расположенной перпендикулярно продольной оси корпуса смесителя.

В последнем из рассмотренных вариантов выполнения смеситель может быть снабжен рукояткой, конструктивно совмещенной с одним из плеч балансира. Такое выполнение облегчает управление клапанным распределителем смесителя.

Упомянутые каналы могут быть выполнены каждый с кольцевой проточкой, сообщенной со смесительной камерой.

Кроме того, ось балансира может быть расположена параллельно осям впускных патрубков. В этом варианте выполнения присоединительные элементы для душа (щетки) и излива располагаются в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось корпуса смесителя, или параллельно последней.

На фиг. 1 схематично показан смеситель с установленными вентильными головками, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - устройство клапанного распределителя смесителя, разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - хвостовик запорного органа, установленный в коробчатой направляющей балансира, элемент Б на фиг. 3; на фиг. 5 - то же, разрез по В-В на фиг. 4.

Смеситель содержит полый корпус 1 с впускными патрубками 2 для горячей и холодной воды. Соосно каждому впускному патрубку в корпусе смесителя выполнен присоединительный элемент 3 для вентильной головки 4. Между впускными патрубками 2 в корпусе 1 смесителя образована смесительная камера "а", сообщенная через клапанный распределитель с выпускными отверстиями "в" и "с" присоединительных элементов 5 смесителя. Последние предназначены для присоединения соответственно душа или щетки и излива (на чертеже не показаны). В варианте осуществления изобретения корпус 1 смесителя, впускные патрубки 2, присоединительные элементы 3 для вентильных головок и присоединительные элементы 5 для душа (щетки) и излива выполнены в виде единой детали, которая одновременно является и корпусом клапанного распределителя. Клапанный распределитель включает нажимной элемент в виде балансира 6 с горизонтальной осью 7. Балансир 6 имеет форму клавиши и размещен в углублении "d", выполненном в корпусе 1 смесителя. Упомянутое углубление частично перекрывает балансир по высоте. При этом в плане контур углубления охватывает контур в плане размещенной в углублении части балансира. Снизу балансира 6 выполнены коробчатые направляющие 8.

В варианте выполнения ось балансира 6 скрещивается под прямым углом с осями впускных патрубков 2. В другом варианте выполнения (на чертеже не показан) ось 7 балансира 6 может быть расположена параллельно осям впускных патрубков 2. В этом случае присоединительные элементы 5 для душа (щетки) и излива располагаются в вертикальной плоскости, проходящей, например, через продольную ось корпуса 1 смесителя. Конкретный вариант расположения оси балансира принимается в зависимости от желательной компоновки смесителя. В корпусе 1 смесителя симметрично относительно оси 7 балансира 6 выполнены два сквозных вертикально расположенных канала, которые соответственно конструктивно совмещены с выпускными отверстиями "в" и "с" смесителя. Каждый канал выполнен с седлом "е". В варианте выполнения седла каналов выполнены конусными, а каждый канал выполнен с кольцевой проточкой "f", сообщенной со смесительной камерой "а". В каждом канале с возможностью продольного перемещения установлен запорный орган 9 с уплотнениями 10 и 11. Каждый запорный орган 9 подвижно соединен с балансиром 6 посредством своего хвостовика 12, размещенного соответственно в коробчатой направляющей 8 балансира 6. Таким образом, запорные органы 9 посредством балансира 6 кинематически связаны друг с другом. Хвостовики 12 запорных органов 9 имеют опорные поверхности "g" и "h", выполненные со скруглением по радиусу.

В варианте выполнения смеситель снабжен рукояткой 13, конструктивно совмещенной с одним из плеч балансира 6.

Сборка смесителя в варианте осуществления изобретения сводится, по существу, к сборке клапанного распределителя. Для этого в коробчатые направляющие 8 балансира 6 заводятся хвостовики 12 запорных органов 9 с предварительно установленными уплотнениями 10, 11. Затем запорные органы 9 в сборе с балансиром 6 вставляются в соответствующие каналы корпуса 1 смесителя, после чего балансир 6 посредством оси 7 крепится в корпусе 1 смесителя. При этом благодаря выполненному в корпусе 1 смесителя углублению "d" обеспечивается скрытность расположенных под балансиром подвижных элементов клапанного распределителя, а также защита последних от случайных повреждений. В варианте выполнения смесителя с рукояткой 13 балансир с рукояткой ориентируются в корпусе смесителя соответственно расположению вентильных головок 4.

Работа смесителя осуществляется следующим образом.

В варианте осуществления изобретения для подачи воды через излив рукоятка 13 устанавливается в крайнее верхнее положение. При этом соответствующий запорный орган 9 поднимается вверх, открывая выпускное отверстие "с", сообщенное с изливом, а другой запорный орган 9 опускается вниз, перекрывая выпускное отверстие "в", сообщенное с душем. Затем путем вращения против часовой стрелки соответствующих маховиков вентильных головок 4 открываются последние и вода поступает в смесительную камеру "а". Изменяя подачу холодной и горячей воды, осуществляют регулирование температуры воды в смесительной камере "а". Вода из смесительной камеры через клапанный распределитель отводится в присоединительный элемент 5, сообщенный с изливом. При этом благодаря давлению отводимой в присоединительный элемент 5 воды соответствующий запорный орган 9 удерживается в открытом положении, в то время как другой запорный орган 9, благодаря кинематической связи с первым, поджимается к соответствующему седлу "е", предотвращая попадание воды в присоединительный элемент 5, сообщенный с душем.

Для переключения потока воды с излива на душ рукоятка 13 устанавливается в крайнее нижнее положение. В результате посредством клапанного распределителя перекрывается выпускное отверстие "с", сообщенное с изливом, и открывается выпускное отверстие "в", сообщенное с душем. Таким образом, смеситель обеспечивает поочередную подачу воды двум потребителям.

В варианте выполнения смесителя без рукоятки управления переключение подачи воды осуществляется путем нажатия до упора на плечо балансира 6, находящееся в верхнем (поднятом) положении.

При переключении клапанного распределителя, благодаря выполнению опорных поверхностей хвостовиков 12 запорных органов 9 со скруглением по радиусу, обеспечивается минимальное трение сопротивления относительному перемещению хвостовиков запорных органов и направляющих 8 балансира 6 и таким образом исключается возможность заклинивания клапанного распределителя.

Таким образом, благодаря особенности выполнения смесителя, изобретение обеспечивает повышение надежности смесителя и одновременно позволяет уменьшить стоимость изготовления, а также уменьшить трудоемкость обслуживания смесителя при его эксплуатации. Вместе с этим изобретение обеспечивает возможность выполнения смесителя с различными вариантами расположения относительно корпуса смесителя присоединительных элементов для душа (щетки) и излива, что обеспечивает приспособляемость смесителя к различным условиям эксплуатации.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к смесительным устройствам, предназначенным для смешивания в различном соотношении горячей и холодной воды. Смеситель содержит полый корпус с впускными патрубками (ВП) для холодной и горячей воды. Соосно каждому ВП в корпусе выполнен присоединительный элемент для вентильной головки. Между ВП в корпусе образована смесительная камера. Камера сообщена через клапанный распределитель с выпускными отверстиями для присоединения соответственно душа или щетки и излива. Упомянутый распределитель включает запорные органы (ЗО) с уплотнением и нажимной элемент, подвижно соединенный с хвостовиком ЗО. Нажимной элемент выполнен в виде балансира с горизонтальной осью, размещенного в углублении, выполненном в корпусе. Снизу балансира выполнены коробчатые направляющие. В корпусе симметрично относительно оси балансира выполнены два сквозных вертикально расположенных канала, каждый с седлом. В каждом канале с возможностью продольного перемещения установлен ЗО с уплотнением, который подвижно соединен с балансиром посредством своего хвостовика. Последний размещен в коробчатой направляющей балансира. Упомянутые каналы конструктивно совмещены с выпускными отверстиями. Изобретение обеспечивает повышение надежности смесителя и одновременно позволяет уменьшить стоимость изготовления, а также уменьшить трудоемкость обслуживания при его эксплуатации. 6 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Смеситель, содержащий полый корпус с впускными патрубками для холодной и горячей воды, причем соосно каждому впускному патрубку в корпусе смесителя выполнен присоединительный элемент для вентильной головки, а между впускными патрубками в корпусе смесителя образована смесительная камера, сообщенная через клапанный распределитель с выпускными отверстиями для присоединения соответственно душа или щетки и излива, причем упомянутый распределитель включает запорный орган с уплотнением и нажимной элемент, соединенный с хвостовиком запорного органа, отличающийся тем, что нажимной элемент выполнен в виде балансира с горизонтальной осью, размещенного в углублении, выполненном в корпусе смесителя, при этом снизу балансира выполнены коробчатые направляющие, а в корпусе смесителя симметрично относительно оси балансира выполнены два сквозных вертикально расположенных канала, каждый с седлом, причем в каждом канале с возможностью продольного перемещения установлен запорный орган с уплотнением, который подвижно соединен с балансиром посредством своего хвостовика, размещенного в коробчатой направляющей балансира, при этом упомянутые каналы конструктивно совмещены с выпускными отверстиями смесителя. 2. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что седла каналов выполнены конусными. 3. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что хвостовики запорных органов имеют опорные поверхности, выполненные со округлением по радиусу. 4. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что ось балансира скрещивается под прямым углом с осями впускных патрубков. 5. Смеситель по пп.1 и 4, отличающийся тем, что он снабжен рукояткой, конструктивно совмещенной с одним из плеч балансира. 6. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что упомянутые каналы выполнены каждый с кольцевой проточкой, сообщенной со смесительной камерой. 7. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что ось балансира расположена параллельно осям впускных патрубков.