ПАТРОН ВОДОПРОВОДНОГО КРАНА С ПЛОСКИМ КЛАПАНОМ Российский патент 2002 года по МПК F16K3/02 F16K27/04 

Изобретение относится к патрону одноходового водопроводного крана с плоским клапаном, имеющему корпус с основанием, в котором предусмотрено цилиндрическое отверстие.

Из ЕР 0146480 известен патрон одноходового водопроводного крана, имеющий плоский поворотный клапан с эксцентричным отверстием для прохождения воды, который взаимодействует с неподвижным уплотнительным элементом и при повороте поворотным управляющим элементом из положения полного открытия крана в положение полного закрытия крана проходит через различные промежуточные положения, регулируя расход протекающей через кран воды.

Основным недостатком таких патронов является весьма незначительный угол поворота, который проходит клапан из положения полного открытия крана в положение полного закрытия крана, что создает для пользователя определенные проблемы и не позволяет из-за очень небольших угловых перемещений клапана с необходимой точностью отрегулировать расход протекающей через кран воды.

К другим известным устройствам относятся известные из GB 1262931 смесительные устройства для водопроводных кранов с двумя плоскими элементами, один из которых является неподвижным и в нем выполнены входные отверстия, а другой является подвижным и может перемещаться наклонной ручкой относительно неподвижного элемента и имеет сечение, соответствующее отверстиям неподвижного элемента. За счет соответствующего выбора отношения плеч ручки можно обеспечить необходимую чувствительность патрона.

Недостатком таких устройств является то, что их монтаж требует выполнения в корпусе крана каналов сложной формы. Кроме того, такого рода смесительные устройства не могут быть использованы в качестве патронов одноходового водопроводного крана.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача создать такой патрон, который был бы полностью или частично лишен недостатков, присущих известным патронам, и в то же время обладал бы и определенными присущими им преимуществами.

В частности, в настоящем изобретении ставится задача создания патрона, позволяющего легко и с необходимой точностью регулировать расход воды, сравнительно дешевого в изготовлении, достаточно долговечного в работе и предназначенного для использования в кранах с простыми по форме корпусами.

Для решения этой задачи в настоящем изобретении предлагается патрон для одноходового водопроводного крана, который выполнен по типу патрона с плоским клапаном и который включает корпус, в основании которого имеется цилиндрическое отверстие, в котором расположена уплотняющая втулка с упругим прижимным элементом; плоский клапан, выполненный в виде плоского золотника, который расположен внутри корпуса патрона и перемещается в диаметральном направлении по направляющей в разные относительно корпуса положения, оставаясь при этом в рабочем контакте с уплотняющей втулкой, и в котором (золотнике) имеется отверстие, которое при определенном положении золотника совмещается с отверстием уплотняющей втулки, которое при другом положении золотника оказывается закрытым золотником, при этом золотник кинематически соединен с внутренним плечом управляющего рычага, который поворачивается в корпусе патрона и имеет внешнее плечо, которое служит ручкой крана.

Предпочтительно в качестве материала для изготовления плоского золотника использовать пластмассу.

Предпочтительно располагать уплотняющую втулку в центре основания корпуса патрона.

При таком выполнении патрона управление краном осуществляется легко и с необходимой для нормальной работы чувствительностью за счет соответствующего выбора отношения плеч управляющего рычага. Поскольку надежное перекрытие крана обеспечивается наличием в патроне уплотняющей втулки, плоский золотник патрона можно изготовить не из такого дорогого материала, как керамика, а из более дешевой пластмассы, что, как очевидно, облегчает и удешевляет процесс изготовления патрона и снижает стоимость последнего. Предлагаемый патрон является патроном открытого типа и позволяет за счет выполнения в нижней части полости корпуса крана, в которую вставляется патрон, только одного центрального канала для подвода воды упростить как форму, так и конструкцию корпуса крана.

Предпочтительно на прилегающей к уплотняющей втулке поверхности плоского золотника закрепить тонкую имеющую форму листа защитную накладку. Такую тонкую защитную накладку можно изготовить из металла или из высококачественного синтетического материала.

В этом случае сам золотник можно изготовить из дешевой и легко доступной пластмассы, не обладающей в условиях длительной работы необходимым сопротивлением эрозионному воздействию на нее потока воды в условиях значительного дросселирования потока, и защитить его от такого эрозионного воздействия имеющей форму тонкого листа защитной накладкой, которая изготовлена из более дорогого материала и использование которой однако из-за ее небольшого веса не оказывает заметного влияния на стоимость всего патрона.

Предпочтительно в качестве устройства, которое служит шарниром для поворота управляющего рычага, использовать выполненный в средней части рычага шар, расположенный в таком же по форме сферическом отверстии корпуса патрона с помещенным в него соответствующим уплотнением, выполненным предпочтительно в виде уплотнительного кольца с квадратным поперечным сечением.

Эти и другие отличительные особенности, цели и преимущества настоящего изобретения более подробно рассмотрены ниже на неограничивающем примере одного из вариантов выполнения предлагаемого патрона, конструкция которого показана на приложенных к описанию чертежах, на которых показаны:
на фиг.1 - поперечное сечение плоскостью I-I по фиг.2, перпендикулярной направлению движения плоского золотника предлагаемого в изобретении патрона, который находится в закрытом положении,
на фиг. 2 - поперечное сечение плоскостью II-II по фиг.1, совпадающей с направлением движения плоского золотника патрона по фиг.1,
на фиг. 3 - поперечное сечение патрона, аналогичное сечению патрона по фиг.2, находящегося в полностью открытом положении, и
на фиг.4 - сечение предлагаемого патрона плоскостью IV-IV по фиг.3.

Предлагаемый в изобретении патрон содержит корпус 1, который в данном случае выполнен в виде одной детали с основанием 2 и имеет отверстия 3, через которые из крана в количестве, которое регулируется патроном, вытекает вода; патрон такой конструкции является патроном открытого типа. В основании 2 расположено уплотнение 5, которое предназначено для уплотнения отверстия, через которое в патрон поступает вода; в основании также имеется несколько установочных штифтов 4, которые фиксируют патрон в корпусе крана (не показан) и определяют его положение относительно корпуса. В других по конструктивному исполнению патронах для этой цели можно использовать другие установочные устройства. В основании 2 корпуса патрона предусмотрено цилиндрическое отверстие 6, в которое установлена уплотняющая втулка 7, изготовленная из эластомера и нагруженная пружиной 8.

В корпусе 1 патрона расположен плоский клапан, выполненный в виде плоского золотника, состоящего из основания 9, в котором выполнен канал 11 для прохождения воды, и верхней части 10 с отверстием 12, которое используется для соединения золотника с управляющей ручкой. Расположение и размеры проходного канала 11 таковы, что в одном из крайних положений золотника (фиг.3, открытое положение) канал 11 целиком совмещается с отверстием для прохождения воды, выполненным в уплотняющей втулке 7, а в другом крайнем положении золотника (фиг. 2, закрытое положение) его канал 11 вообще не совпадает с проходным отверстием уплотняющей втулки 7, которое в этот момент оказывается перекрытым золотником. Очевидно, что во всех других положениях, промежуточных между двумя этими крайними положениями, проходной канал 11 золотника только частично совмещается с проходным отверстием уплотняющей втулки 7, при этом золотник частично закрывает это отверстие втулки и за счет дросселирования потока протекающей через него воды соответствующим образом регулирует ее расход.

Золотник 9-10 в осевом направлении фиксируется внутри корпуса 1 патрона с помощью опорной втулки 13, которая вставлена в корпус 1 и имеет ребра 14, которые препятствуют ее повороту относительно корпуса. Опорная втулка 13 имеет также выступы 15, вдоль которых как по направляющим в диаметральном относительно корпуса 1 направлении может перемещаться верхняя часть 10 золотника 9-10. На противоположной по отношению к направляющим выступам 15 стороне опорной втулки 13 выполнена имеющая форму части сферы опорная поверхность 16.

Опорная втулка 13 удерживается в корпусе 1 крышкой 17, которая соответствующим образом крепится к корпусу 1 (например, не показанными на чертежах упругими зубчатыми защелками или с помощью клея или сварки) и на внутренней стороне которой выполнена имеющая форму части сферы опорная поверхность 18.

Опорные, имеющие форму части сферы поверхности 16 и 18 охватывают расположенный между ними шаровой выступ 19, выполненный в средней части двуплечего рычага, внутреннее плечо 20 которого входит в отверстие 12 плоского золотника 9-10 и соединяется с ним, а наружное плечо 21 (на которое обычно надевается управляющий рычаг, колпачок или ручка, которые на чертежах не показаны) используется для управления краном. Уплотнение поверхности прилегания шарового выступа 19 управляющего рычага к сферическим опорным поверхностям крышки 17 и опорной втулки 13 осуществляется с помощью уплотнения 22, выполненного, например, в виде уплотнительного кольца квадратного сечения. В рассматриваемом варианте патрона уплотнение 22 расположено в экваториальной плоскости шарового выступа 19; однако в других по конструкции патронах расположение уплотнения может быть и другим. Очевидно, что в рассмотренном патроне при наклоне управляющего рычага 21 плоский золотник 9-10 перемещается в диаметральном направлении и регулирует расход протекающей через кран воды.

В тот момент, когда края проходного отверстия 11 золотника 9-10 расположены в непосредственной близости от проходного отверстия уплотняющей втулки 7, поток протекающей через кран воды интенсивно дросселируется, и вода, которая при этом имеет большую скорость, оказывает интенсивное эрозионное воздействие на края отверстия 11. Во избежание разрушения краев проходного отверстия золотник 9-10 можно изготовить из высококачественной пластмассы, в частности из пластмассы на основе полисульфонов. Однако такие пластмассы имеют достаточно большую стоимость. Поэтому в определенных случаях сам золотник 9-10 предпочтительно изготавливать из дешевой пластмассы и использовать для его защиты от эрозионного воздействия воды тонкую имеющую форму листа защитную накладку, которая изготовлена из соответствующего материала, обладающего высоким сопротивлением к эрозионному воздействию воды, и которая крепится к прилегающей к уплотняющей втулке 7 поверхности золотника. Такую тонкую накладку можно изготовить из высококачественной пластмассы или предпочтительно из тонкого металлического листа, например из нержавеющей стали.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что предлагаемый в настоящем изобретении патрон обладает практически всеми преимуществами различных известных патронов и в то же самое время лишен большинства присущих им недостатков; этот патрон прост в эксплуатации, обладает необходимой для нормального регулирования расхода воды чувствительностью, имеет низкую стоимость изготовления и его установка на место не связана ни с какими особыми проблемами. Более того, при соответствующем конструктивном исполнении предлагаемый в изобретении патрон легко может удовлетворить самым различным требованиям, предъявляемым к его установке.

Одно из преимуществ предлагаемого в изобретении патрона связано, в частности, с центральным расположением его входного отверстия, позволяющим установить его в корпус простой формы, заменив им обычную резьбовую верхнюю часть существующего водопроводного крана.

Следует подчеркнуть, что изобретение не ограничено только одним рассмотренным выше в качестве примера вариантом его возможного выполнения. Помимо тех модификаций, о которых уже было сказано выше, в рассмотренную конструкцию могут быть внесены и другие очевидные для специалиста изменения. Так, например, основание 2 корпуса 1 можно выполнить в виде отдельной детали; уплотняющую втулку 7 при необходимости можно расположить не в центре патрона; для прижатия уплотняющей втулки к золотнику можно использовать не пружину, а другое создающее упругую силу устройство, или же просто изготовить саму втулку из материала, обладающего соответствующей упругостью; форма плоского золотника 9-10 может быть самой различной; направляющие, по которым золотник перемещается внутри корпуса в диаметральном направлении, также могут быть выполнены по-разному; и, наконец, в качестве шарнирной опоры управляющего рычага можно использовать не только расположенный в его средней части шаровой выступ, но и любое другое шарнирное устройство.

В рассмотренную конструкцию патрона кроме этих изменений могут быть внесены и другие изменения, к которым относится и возможность использования вместо рассмотренных других технически эквивалентных им устройств, применение которых однако не должно выходить за объем изобретения и не должно нарушать его основной идеи.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к патрону водопроводного крана с плоским клапаном, и предназначено для перекрытия потока протекающей через кран воды. Патрон для одноходового водопроводного крана выполнен по типу патрона с плоским клапаном и имеет корпус с основанием. В основании имеется цилиндрическое отверстие. В этом цилиндрическом отверстии расположена уплотняющая втулка с проходным отверстием. Уплотняющая втулка нагружена создающим упругую силу устройством. Плоский клапан выполнен в виде золотника. Золотник выполнен с возможностью перемещения исключительно в диаметральном направлении внутри корпуса патрона по уплотняющей втулке, оставаясь при этом с ней в рабочем контакте. В золотнике имеется проходное отверстие. При определенном положении золотника это отверстие совмещается с проходным отверстием уплотняющей втулки. Когда золотник находится в другом положении, проходное отверстие перекрывается золотником. Золотник кинематически соединен с внутренним плечом рычага. Последний с возможностью поворота шарнирно закреплен в корпусе патрона. Наружное плечо рычага образует ручку для управления краном. Патрон удобен при эксплуатации и обладает необходимой для нормальной работы крана чувствительностью, имеет низкую стоимость изготовления и не создает никаких проблем при его установке на место. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Патрон для одноходового водопроводного крана, выполненного по типу патрона с плоским клапаном, имеющий корпус 1 с основанием 2, в котором предусмотрено цилиндрическое отверстие 6, отличающийся тем, что в цилиндрическом отверстии 6 расположена уплотняющая втулка 7 с проходным отверстием, нагруженная создающим упругую силу устройством 8, его плоский клапан выполнен в виде золотника 9-10, который выполнен с возможностью перемещения исключительно в диаметральном направлении внутри корпуса 1 патрона по уплотняющей втулке 7, оставаясь при этом с ней в рабочем контакте, и в котором имеется проходное отверстие 11, которое при определенном положении золотника 9-10 совмещается с проходным отверстием уплотняющей втулки 7 и которое, когда золотник находится в другом положении, оказывается перекрытым золотником, и золотник 9-10 кинематически соединен с внутренним плечом 20 рычага 20-21, который с возможностью поворота шарнирно закреплен в корпусе 1 патрона и наружное плечо 21 которого образует ручку для управления краном. 2. Патрон для водопроводного крана по п. 1, отличающийся тем, что золотник 9-10 изготовлен из соответствующей пластмассы. 3. Патрон для водопроводного крана по п. 2, отличающийся тем, что к поверхности золотника 9-10, к которой прижимается уплотняющая втулка 7, крепится тонкая, имеющая форму листа, защитная накладка 23. 4. Патрон для водопроводного крана по п. 3, отличающийся тем, что тонкая, имеющая форму листа защитная накладка 23 изготовлена из металла, в частности из нержавеющей стали. 5. Патрон для водопроводного крана по п. 3, отличающийся тем, что тонкая, имеющая форму листа защитная накладка 23 изготовлена из высококачественного синтетического материала. 6. Патрон для водопроводного крана по п. 1, отличающийся тем, что уплотняющая втулка 7 установлена в центре основания 2 корпуса 1 патрона. 7. Патрон для водопроводного крана по п. 1, отличающийся тем, что шарнирная опора управляющего рычага 19-21 состоит из расположенного в средней части рычага и имеющего форму части сферы выступа 19 и охватывающей его и имеющей такую же форму опорной поверхности, выполненной в корпусе патрона, в котором расположено соответствующее уплотнение 22, прилегающее по всему периметру к наружной поверхности сферического выступа рычага. 8. Патрон для водопроводного крана по п. 7, отличающийся тем, что уплотнение 22 имеет форму кольца с квадратным поперечным сечением. 9. Патрон для водопроводного крана по п. 1, отличающийся тем, что в корпусе 1 патрона имеется опорная втулка 13, установленная без возможности вращения относительно корпуса и имеющая выступы 15, образующие направляющую, вдоль которой может перемещаться золотник 9-10, и крышка 17, которая удерживает в собранном виде все детали патрона. 10. Патрон для водопроводного крана по любому из пп. 7-9, отличающийся тем, что опорная поверхность корпуса 1 патрона, которая охватывает расположенный в средней части управляющего рычага выступ 19, выполнена частично в опорной втулке 13 и частично в крышке 17.