ДОННЫЙ КЛАПАН Российский патент 2003 года по МПК F16K31/18 E03D1/34 

Изобретение относится к клапанным устройствам для выпуска воды из резервуара и, в частности, может быть использовано в санитарной технике в смывных бачках для слива воды в унитаз.

Известны донные клапаны, содержащие корпус, на котором закреплена переливная труба, сообщенная с центральным сливным отверстием корпуса. В корпусе выполнено седло, перекрываемое запорным элементом. Запорный элемент выполнен в виде эластичного кольца. Указанное кольцо размещено в кольцевой проточке поплавка, причем большая часть поплавка расположена ниже кольца, благодаря чему исключен отрыв запорного элемента от седла при заполнении бачка водой. Поплавок выполнен из пластмассы заодно целое с рычагами. На концах рычагов имеются оси, направленные внутрь и входящие в овалообразные впадины, находящиеся на нижней части переливной трубы. Такое соединение рычагов с переливной трубой обеспечивает самоустановку запорного элемента на седле(см. патент США 4840196, кл. F 16 K 31/18, 1986).

К недостаткам указанного донного клапана следует отнести следующее. Цилиндрическая поверхность выполненной в поплавке проточки для эластичного кольца имеет след от разъема пресс-формы, что может явиться причиной потери герметичности в этом месте. В результате возникающего под воздействием воды набухания резины, из которой изготовлено эластичное кольцо, увеличиваются как его наружный, так и внутренний диаметры. Увеличение диаметров приводит к появлению зазора между цилиндрической поверхностью проточки и цилиндрической поверхностью кольца, что, в свою очередь, приводит к негерметичности запорного элемента. Кроме того, разница диаметра цилиндрической части корпуса донного клапана и диаметра кольцевой проточки незначительна, поэтому свободная поверхность эластичного кольца имеет сравнительно небольшую ширину в радиальном направлении (1-3 мм), что приводит к большой жесткости свободного участка эластичного кольца в осевом направлении. Частично этого можно избежать путем уменьшения толщины эластичного кольца от центра к периферии. Однако разбухание утонченных участков резины происходит более интенсивно, чем утолщенных. На краях эластичного кольца появляется гофрированность, которая со временем перемещается к линии контакта кольца с седлом, в результате чего нарушается герметичность места контакта запорного элемента с седлом.

Известен также донный клапан, содержащий корпус с седлом. На корпусе закреплена переливная труба, сообщенная с центральным сливным отверстием корпуса. Запорный элемент, перекрывающий седло, связан с поплавком. Причем задорный элемент с поплавком установлены с возможностью поворота относительно оси, закрепленной на основании переливной трубы. Седло выполнено наклонным на верхней трубчатой части корпуса, при этом канал седла является продолжением центрального отверстия корпуса, что упрощает технологию изготовления полости, соединяющей переливную трубу с центральным отверстием корпуса. Такая технология позволяет исключить операцию склеивания пластмассы. Поплавок донного клапана выполнен в виде полусферы за одно целое с плоским эластичным запорным элементом. В нижней части запорного элемента в его центральном отверстии установлена сужающаяся книзу трубка, обеспечивающая слив воды из внутренней части поплавка. За одно целое с плоским запорным элементом и поплавком выполнены рычаги, на свободных концах которых имеются сквозные отверстия, лежащие в плоскости запорного элемента. В указанные отверстия пропущены оси, закрепленные на нижней части переливной трубы. Благодаря эластичности рычагов плоский запорный элемент имеет возможность самоустанавливаться на рабочей поверхности седла (см. патент США 5153948, кл. Е 03 D 1/34, 1992).

Недостатками такой конструкции является следующее. Седло, канал которого является продолжением центрального отверстия корпуса, имеет сравнительно большое гидравлическое сопротивление, что существенно снижает расход воды, идущей на слив в унитаз. Кроме того, при заполнении бачка водой поплавок, расположенный над запорным элементом, под действием подъемной силы заставляет запорный элемент отрываться от седла, что потенциально уменьшает герметичность места контакта запойного элемента и седла. К этому же результату также приводит и жесткое сцепление краев плоского запорного элемента с полусферой поплавка. В результате чего запорный элемент, находящийся под действием столба воды, плохо герметизирует микронеровности седла. К недостаткам также следует отнести цилиндрическую форму верхнего конца переливной трубы, что приводит к значительному сжатию втекающего в нее потока воды. Это уменьшает пропускную способность переливной трубы.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, в частности увеличение герметичности места контакта задорного элемента и седла, а также увеличение пропускной способности переливной трубы и непосредственно клапана.

Технический результат достигается тем, что в донном клапане, содержащем корпус с центральным сливным отверстием и наклонным седлом, плоский запорный элемент, связанный с поплавком и рычагами, переливную трубу, на нижней части которой размещены входящие в отверстия рычагов оси, трое, прикрепленный к запорному элементу, согласно изобретению запорный элемент выполнен в виде прилегающих друг к другу опорного диска, жестко соединенного с рычагами и эластичного диска, расположенного со стороны седла, а поплавок установлен на эластичном диске с гарантированным кольцевым зазором между периферийными участками их торцевых поверхностей, причем оба диска и поплавок скреплены между собой проходящими сквозь их осевые отверстия колпачковой гайкой и винтом, а отверстия для осей рычагов выполнены овалообразными. Кроме того, кромка наклонного седла выполнена отогнутой по периметру наружу, причем отгиб выполнен неравномерным с увеличением величины отгиба по мере снимания высоты цилиндрической стенки седла. Кроме этого, входной конец переливной трубы выполнен расширяющимся, а емкость, соединяющая переливную трубу с центральным отверстием корпуса, выполнена плоской с проходным сечением, равным или превышающим проходное селение переливной трубы. Кроме того переливная труба снабжена телескопически установленной удлинительной насадкой с расширяющимся участком на конце, а между цилиндрическими поверхностями трубы и насадки размещено уплотнительное эластичное кольцо прямоугольного сечения, на внутренней поверхности которого выполнен ряд кольцевых выступов треугольного сечения.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен донный клапан в разрезе. На фиг.2 приведен вид сбоку клапана, на фиг.3 - вид сверху (разрез по А-А). На фиг.4 изображен вид спереди на клапан со снятыми рычагами, запорным элементом и поплавком.

Донный клапан содержит корпус 1 с наклонным седлом 2. Центральное отверстие корпуса сообщено плоской переходной емкостью 3 с переливной трубой 4. В зависимости от высоты смывного бачка длина переливной трубы может быть изменена за счет перемещения телескопически установленной удлинительной насадки 5. При этом место контакта наружной цилиндрической поверхности переливной трубы и внутренней цилиндрической поверхности насадки 5 загерметизировано уплотнительным эластичным кольцом 6 прямоугольного сечения, на внутренней поверхности которого выполнен ряд кольцевых выступов треугольного сечения. Верхний конец удлинительной насадки 5 выполнен расширяющимся.

Запорный элемент 7 клапана состоит из эластичного диска 8, выполненного из эластичного материала равномерной толщины и жесткого опорного диска 9, имеющих осевые отверстия. Прилегающие друг к другу диски 8 и 9 скреплены между собой колпачковой гайкой 10 и винтом 11. Поплавок 12 установлен на запорном элементе 7 со стороны эластичного диска 8, закреплен тем же винтом 11 и той же проходящей через поплавок колпачковой гайкой 10, головка которой удерживает поплавок 12 от осевого перемещения.

Жесткий опорный диск 9 выполнен за одно целое с рычагами 13, на свободных концах рычагов имеются овалообразные отверстия для прохода оси 14, которая жестко закреплена на нижней части переливной трубы 4.

Кромка наклонного седла 2 по периметру выполнена отогнутой наружу. Причем величина отгиба по периметру неравномерна и в нижней части седла достигает максимальной величины, а по мере увеличения высоты цлиндрической стенки седла величина отгиба уменьшается.

Емкость 3, соединяющая переливную трубу 4 и центральное отверстие донного клапана, выполнена плоской с шириной большей, чем диаметр переливной трубы. При этом проходное сечение указанной емкости равно или превышает проходное сечение переливной трубы.

Запорный элемент 7 вместе с рычагами 13 и поплавком 12 установлен с возможностью поворота относительно оси 14 посредством троса 15, связанного с пусковой рукояткой смывного бачка (на чертежах не показана).

Корпус 1 донного клапана закреплен в донном отверстии смывного бачка посредством гайки 16 и уплотнен относительно бачка прокладкой 17.

Донный клапан работает следующим образом. При заполнении водой смывного бачка столб воды прижимает запорный элемент 7 к седлу 2. Причем усилие, создаваемое столбом воды, воздействует на жесткий опорный диск 9, что предотвращает прогиб центральной части эластичного диска 8. Материал эластичного диска 8 заполняет микро- и макронеровности седла 2, обеспечивая тем самым высокую герметичность донного клапана.

Колпачковая гайка 10 своим торцем прижимается к поверхности эластичного диска 8, благодаря чему обеспечивается герметичность этого соединения, которая не зависит от деформации эластичного диска, появляющейся, например, за счет набухания резины.

Переполнение смывного бачка, возникшее в результате, например, неисправности впускного поплавкового клапана (на чертежах не показан), приведет к переливу воды через удлинительную насадку 5 и переливную трубу 4. Благодаря расширяющейся формы конца насадки 5 увеличивается пропускная способность переливной трубы. Этому также способствует большое проходное сечение плоской емкости 3, которое должно быть не менее проходного сечения переливной трубы 4. Причем большое проходное сечение емкости 3 сравнительно просто обеспечить технологически.

При подъеме рукоятки спуска, рукоятка через трос 15 повернет рычаги 13 относительно оси 14. Запорный орган 7 вначале принудительно, а затем с помощью поплавка 10 переместится в крайнее верхнее положение, которое ограничивается переливной трубой 4 или удлинительной насадкой 5. При этом вода начнет интенсивно вытекать через центральное сливное отверстие корпуса 1 клапана на слив в унитаз.

По мере вытекания воды из смывного бачка ее уровень будет понижаться и поплавок 10 с запорным элементом 7 начнет наклоняться. При определенном уровне воды запорный элемент эластичной прокладкой 8 ляжет на седло 2 и клапан закроется. Впускной поплавковый клапан (на чертежах не показан) в это время начнет подавать воду в смывной бачок, который начнет наполняться и вода прижмет запорный элемент 7 к седлу 2.

Изобретение предназначено для слива воды из резервуаров, в частности может быть использовано в санитарной технике для слива воды из смывных бачков в унитаз. Донный клапан содержит корпус с центральным сливным отверстием и наклонным седлом, плоский запорный элемент, связанный с поплавком и рычагами, переливную трубу. На нижней части переливной трубы размещена входящая в отверстие рычагов ось. К запорному элементу прикреплен трос. Запорный элемент выполнен в виде прилегающих друг к другу опорного диска, жестко связанного с рычагами, и эластичного диска, расположенного со стороны седла. На эластичном диске установлен поплавок с гарантированным кольцевым зазором между периферийными участками их торцевых поверхностей. Оба диска и поплавок скреплены между собой проходящими сквозь их осевые отверстия колпачковой гайкой и винтом. Отверстия в рычагах для прохода оси выполнены овалообразными. Изобретение позволяет повысить герметичность места контакта запорного элемента с седлом. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Донный клапан, содержащий корпус с центральным сливным отверстием и наклонным седлом, плоский запорный элемент, связанный с поплавком и рычагами, переливную трубу, на нижней части которой размещена входящая в отверстия рычагов ось, трос, прикрепленный к запорному элементу, отличающийся тем, что запорный элемент выполнен в виде прилегающих друг к другу опорного диска, жестко соединенного с рычагами, и эластичного диска, расположенного со стороны седла, а поплавок установлен на эластичном диске с гарантированным кольцевым зазором между периферийными участками их торцевых поверхностей, причем оба диска и поплавок скреплены между собой проходящими сквозь их осевые отверстия колпачковой гайкой и винтом, а отверстия в рычагах для прохода оси выполнены овалообразными. 2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что кромка наклонного седла выполнена отогнутой по периметру наружу, причем отгиб выполнен неравномерным с увеличением величины отгиба по мере снижения высоты цилиндрической стенки седла. 3. Клапан по п.1, отличающийся тем, что входной конец переливной трубы выполнен расширяющимся, а емкость, соединяющая переливную трубу с центральным отверстием корпуса, выполнена плоской с шириной, превышающей диаметр переливной трубы, и с проходным сечением, равным или превышающим проходное сечение переливной трубы. 4. Клапан по п.1, отличающийся тем, что переливная труба снабжена телескопически установленной удлинительной насадкой с расширяющимся участком на конце, а между цилиндрическими поверхностями переливной трубы и насадки размещено уплотнительное эластичное кольцо прямоугольного сечения, на внутренней поверхности которого выполнен ряд кольцевых выступов треугольного сечения.