СМЕСИТЕЛЬ И КРАН-ДОЗАТОР Российский патент 2006 года по МПК F16K11/08 

Изобретение относится к полуавтоматической порционной водоразборной арматуре, применяемой в умывальниках и рукомойниках, которая при однократном ручном пуске обеспечивает подачу воды с определенным расходом и автоматическое отключение ее через заданный промежуток времени.

Известен водоразборный кран, содержащий регулятор смешения холодной и горячей воды, что позволяет одним штоком регулировать соотношение холодной и горячей воды при подаче нагретой воды потребителю (см. авторское свидетельство SU №1643839, кл. F 16 К 11/10, 23.04.1991).

Однако данный водоразборный кран не позволяет дозировать автоматически подачу воды потребителю, что сужает возможности его использования в местах неконтролируемого потребления воды, в первую очередь, в общественных местах пользования водой, преимущественно в школах, банях, общественных туалетах и других аналогичных учреждениях.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смеситель-дозатор, содержащий корпус с изливом и подводящими холодную и горячую воду штуцерами, регулятор температуры и кран-дозатор, при этом последний содержит отсекающий клапан (см. авторское свидетельство SU №1474228, кл. F 16 K 11/083, 23.04.1989).

Из этого же патента известен кран-дозатор, содержащий корпус с отсекающим клапаном и кнопкой пуска.

Однако данное устройство не содержит заранее настроенного регулятора расхода воды и обратных клапанов в патрубках на входе холодной и горячей воды, что приводит к неоправданному увеличению расхода воды. Кроме того, смеситель-дозатор не имеет средств предохранения от повреждения механическими включениями, которые могут содержаться в воде, поступающей из водопровода.

Техническим результатом, на достижение которого направлено настоящее изобретение, является сокращение расхода воды за счет:

- обеспечения возможности на месте установки полуавтоматической водоразборной арматуры настройки времени нахождения ее в открытом состоянии;

- возможности эпизодической настройки величины расхода через излив арматуры без ее разборки;

- возможности установки необходимого угла наклона струи, вытекающей из излива, на месте установки арматуры;

- создания встроенных в смесители-дозаторы обратных клапанов, менее чувствительных к механическим примесям в воде и их выходу из строя в результате кавитационных процессов.

Указанный технический результат достигается за счет того, что смеситель содержит корпус с изливом и подводящими холодную и горячую воду штуцерами, регулятор температуры и кран-дозатор, при этом в штуцеры вмонтированы обратные клапаны, каждый из которых состоит из седла, подпружиненной относительно штуцера уплотнительной прокладки и установленного в направляющей втулке с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно нее направляющего стержня, при этом уплотнительная прокладка зафиксирована на нижней части направляющего стержня, установлена над седлом с возможностью перекрытия последнего, кромки седла со стороны уплотнительной прокладки выполнены острыми, седло выполнено из пластмассы, корпус расположен под углом по отношению к штуцерам с наклоном в сторону излива, регулятор температуры выполнен в виде установленного выше штуцеров в глухом отверстии корпуса золотником с рукояткой, выполненным в виде поворотной полой пробки, в стенке которой выполнены три отверстия, из которых два отверстия сообщены посредством каналов в корпусе со штуцерами, а одно отверстие сообщено с каналом в корпусе, который сообщен с входным отверстием крана-дозатора через выполненный в виде поворотной заслонки регулятор расхода.

Излив может быть выполнен в виде цилиндра, в котором выполнены в радиальном направлении несколько отверстий или щелевое отверстие в направлении, перпендикулярном его оси, уплотненным по контуру контакта с корпусом крана-дозатора и установленным в корпусе с возможностью поворота вокруг оси.

Кран-дозатор содержит корпус с отсекающим клапаном и кнопкой пуска, при этом в корпусе установлен стакан с образованием с наружной стороны стакана кольцевого канала для прохода воды внутрь стакана через выполненные в верхней части стакана в его стенке входные отверстия, внутри стакана с возможностью перемещения вдоль него установлен полый поршень с эластичной кольцеобразной манжетой, расположенной на поршне в средней его части, выше манжеты в стенке поршня выполнены отверстия, а вокруг отверстий на поршне закреплена фильтрующая сетка, ниже манжеты поршень выполнен с цилиндрической наружной поверхностью, на которой выполнена спиралеобразная канавка, сообщенная в верхней своей части посредством отверстия с полостью поршня, при этом с наружной стороны спиралеобразная канавка охвачена отрезком трубки из эластичного материала с образованием гидравлического дросселя, в стакане в подпоршневой его зоне расположена между дном стакана и поршнем пружина, в верхней части в поршень ввернут шток с расположенным на нем в месте соединения с поршнем кольцом из эластичного материала, а выше последнего на шток надета втулка с упором последней на стакан, при этом в боковой стенке втулки выполнены выходные отверстия, отсекающий клапан образован расположенным на штоке кольцом и надетой на шток через центральное отверстие втулкой, на штоке выше втулки в исходном положении крана-дозатора выполнены проточки, а над втулкой и штоком в корпусе установлена диафрагма, выполненная из эластичного материала, причем последняя, втулка и стакан герметично прижаты друг к другу крышкой, в которой установлена направляющая втулка, через центральное отверстие которой с упором в диафрагму пропущен упор кнопки пуска.

В ходе исследования работы различных устройств, которые обеспечивают подачу воды потребителю, было установлено, что существенным недостатком известных способов дросселирования жидкости является невозможность при установке крана-дозатора настроить его на заданное время срабатывания. Последнее зависит не только от жесткости пружины и гидравлического сопротивления калиброванного дросселя, но и от давления воды в сети, которое может меняться в широких пределах, например от этажности, где кран-дозатор устанавливается. Обычно время срабатывания крана-дозатора устанавливается на заводе-изготовителе и дальнейшей регулировке не подлежит. Другим важным параметром кранов-дозаторов и кранов смесителей является величина расхода воды на изливе. В зависимости от подводимого давления она может существенно меняться, если не принять специальных мер. Одной из таких мер является установка перед краном-дозатором редукционного клапана, способного понизить давление воды до необходимого значения, обеспечивающего нормативный расход воды на выходе крана-дозатора. Однако редукционный клапан является сложным и сравнительно малонадежным устройством. Кроме того, его цена соизмерима с ценой современных кранов-дозаторов.

Обычно поток воды по пути к изливу дросселируется. Одним из наиболее распространенных способов такого дросселирования является организация переменной щели, площадь сечения которой меняется в результате установки цилиндра в разных положениях. Делается это на месте установки крана-дозатора методом проб и ошибок, при этом кран-дозатор каждый раз разбирается для установки цилиндра в новое положение.

Выполнение гидравлического дросселя позволило устранить указанные выше недостатки. Для этого на поршне выполняется спиралеобразная канавка, которая снаружи охватывается эластичным отрезком трубки. Последнюю во время регулировки можно перемещать вдоль оси цилиндрической поверхности, изменяя количество витков спиралеобразной канавки. В результате появляется возможность изменять длину канавки и, как следствие, время закрытия отсекающего воду клапана. Кроме того, проходное сечение канавки за счет увеличения его длины можно выполнить менее чувствительным к механическим примесям.

Представляется возможность проводить настройку заданной величины расхода через водоразборное устройство путем поворота утопленного в тело корпуса регулируемого гидравлического дросселя, выполненного в виде заслонки, установленной на пути смешанного потока воды, что также помогает снизить непроизводительный расход воды.

Изменение наклона вытекающей из излива струи осуществляется путем поворота вокруг оси цилиндра, установленного в корпусе смесителя и имеющего несколько отверстий или щель, выполненные в теле цилиндра в направлении, перпендикулярном его оси, и уплотненным по контуру контакта с телом корпуса смесителя, что позволяет легко адаптировать смеситель при его установке на умывальниках различной конфигурации.

Обратные клапаны выполнены встроенными в конструкцию смесителя и имеют острую кромку седла, на которое ложится эластичная уплотнительная прокладка. Благодаря этому механические частицы не застревают в зоне контакта седла и уплотнительной прокладки. Кроме того, уплотнительная прокладка с целью упрощения конструкции обратного клапана надевается с натягом на направляющий стержень. С целью упрощения технологии изготовления и увеличения срока службы седло выполняется из пластмассы.

На фиг.1 приведен общий вид в разрезе смесителя и крана-дозатора.

На фиг.2 приведен разрез по А-А на фиг.1.

На фиг.3 представлен разрез по В-В на фиг.1.

На фиг.4 представлен разрез по С-С на фиг.1.

На фиг.5 представлен разрез по Д-Д на фиг.1.

На фиг.6 представлен разрез по Е-Е на фиг.1.

На фиг.7 представлен выносной элемент I на фиг.1.

Смеситель содержит ввернутые в резьбовые отверстия нижней части корпуса 1 ниппели 2, на которые наворачиваются штуцеры 3 для подвода горячей и холодной воды. Последние прижимают к торцу корпуса 1 подпятник 4 и основание 5. Уплотнение ниппелей 2 осуществляют посредством эластичных колец 6 круглого поперечного сечения. Посредством гайки 7 смеситель укрепляют на полке умывальника, а зазор между подпятником 4 и полкой умывальника уплотнен посредством прокладки 8.

Пластмассовое седло 9 обратного клапана запрессовано в центральное отверстие штуцера 3. Уплотнительная прокладка 10 обратного клапана с натягом надета на направляющий стержень 11, который свободно скользит по центральному отверстию в направляющей втулке 12, которая ввернута в штуцер 3. Пружина 13 служит для герметизации обратного клапана при незначительных перепадах давления.

Вода, проходящая через ниппели 2 по каналам в корпусе 1, поступает к золотниковому распределителю регулятора температуры. Последний содержит золотник 14, жестко связанный с рукояткой 15 посредством штифта 16 и выполненный в виде полой пробки, в стенке которой выполнены три отверстия. Посредством втулки 17 с уплотнительными кольцами 18 и 19 обеспечивается герметичность места соединения золотника 14 и корпуса 1, причем отверстие в последнем служит в качестве гильзы для золотника 14. Фиксацию золотника 14 в осевом направлении осуществляют посредством стержня 20, нижний конец которого входит в паз в золотнике 14.

Смеситель включает в себя регулятор расхода, который установлен в корпусе 1 над золотником 14 и выполнен в виде поворотной заслонки 21 с уплотнительным кольцом 22, которые размещены в глухом отверстии, выполненном в корпусе 1, и зафиксированы в осевом направлении посредством разрезного упругого кольца 23.

Над регулятором расхода в корпусе 1 установлен кран-дозатор, содержащий стакан 24, который вставлен в корпус 1 сверху и уплотнен посредством эластичного кольца 25. Внутри стакана 24 размещен полый поршень 26 с кольцеобразной манжетой 27 из эластичного материала, а в стенке стакана 24 в верхней его части выполнены входные отверстия. На нижней цилиндрической поверхности поршня 26 выполнена спиралеобразная канавка 28 прямоугольного поперечного сечения. Верхняя часть канавки 28 посредством отверстия 29 сообщена с внутренней полостью поршня 26. На цилиндрическую поверхность поршня 26, на которой выполнена спиралеобразная канавка 28, надет отрезок эластичной трубки 30. Внутри стакана 24 размещена цилиндрическая витая пружина 31, которая верхним концом упирается в поршень 26, а нижним концом - в дно стакана 24, причем верхний конец пружины расположен в кольцевой канавке, выполненной на поршне 26.

В боковой стенке поршня 26 выше манжеты 27 выполнены радиальные отверстия 32 для прохода воды. Вокруг отверстий 32 на боковой поверхности поршня 26 установлена сетка 33, являющаяся самоочищающимся фильтром, омываемым водой, смывающей с сетки 33 механические частицы.

В верхнюю часть поршня ввернут шток 34, а между ним и поршнем 26 в углублении, образованном штоком 34 и поршнем 26, установлено кольцо 35 с круглым поперечным сечением, выполненное из эластичного материала. Выше стакана 24 в корпусе 1 установлена втулка 36, охватывающая центральным отверстием шток 34. В боковой стенке втулки 36 выполнены выходные отверстия. Вместе с центральным отверстием втулки 36 кольцо 35 образует отсекающий клапан крана-дозатора. Над втулкой 36 размещена диафрагма 37, выполненная из эластичного материала. Стакан 24, втулка 36 и диафрагма 37 зажаты в корпусе 1 посредством крышки 38 с центральным отверстием.

В центральное отверстие крышки 38 запрессована втулка 39, которая служит в качестве направляющей при поступательном перемещении кнопки 40 пуска с накладкой 41 и цилиндрическим упором. Ограничителем перемещения кнопки 40 вверх является упругое разрезное кольцо 42, установленное на упоре кнопки 40. Резиновое кольцо 43, установленное на упоре кнопки 40 над втулкой 39, служит для демпфирования при ударе кнопки 40 по втулке 39.

Излив 44 выполнен в виде цилиндра, в котором в радиальном направлении выполнено несколько отверстий или щелевое отверстие, а в местах контакта цилиндра излива 44 с поверхностью корпуса 1 установлены эластичные уплотнения 45, что позволяет цилиндрический излив 44 поворачивать, обеспечивая желательный угол направления струи воды относительно умывальника или рукомойника.

Смеситель и кран-дозатор работают следующим образом.

В исходном положении, когда горячая и холодная вода под давлением подведена к штуцерам 3, отсекающий клапан, состоящий из кольца 35 и втулки 36, под действием пружины 31 и силы давления воды перекрывает поток воды по пути к изливу 44, Если же в одной из 2-х магистралей давление воды окажется больше, чем в другой, обратный клапан в штуцере с более низким давлением захлопнется и подмес не состоится.

При нажатии на кнопку 40 пуска упор последней давит через диафрагму 37 на шток 34 и соединенный с ним поршень 26. При этом вода из замкнутого объема стакана 24 под поршнем 26 вытеснится, отжав край манжеты 27 от стенки стакана 24, а пружина 31 сожмется. Пружина 31 будет стремиться двигать поршень вверх, но благодаря действию манжеты 27 в полости стакана 24 под поршнем 26 создается разрежение, а вода под действием разницы давления воды снаружи стакана 24 и внутри него под поршнем 26 через отверстия 32, внутреннюю полость поршня 26, отверстие 29 и спиралеобразную канавку 28, охваченную отрезком трубки 30, будет поступать в подпоршневую полость стакана 24, что вызовет повышение в нем давления, и поршень 26 вместе с кольцом 35 будет медленно перемещаться вверх. Одновременно в результате нажатия на кнопку 40 и перемещения вниз штока 34 вместе с кольцом 35 между втулкой 36 и штоком 34 с проточками открывается проход для воды и последняя, пройдя через штуцеры 3, смешавшись в золотнике 14, пройдя через заслонку 21 регулятора расхода, кольцевое пространство вокруг стакана 24, входные отверстия в стенке стакана 24 и проход между проточками штока 34 и втулкой 36, поступает через выходные отверстия в боковой стенке втулки 36 в цилиндрический излив 44 и, истекая через отверстия или щелевое отверстие в нем, поступает к потребителю воды. Как указывалось выше, по мере поступления воды в подпоршневую область стакана 24 поршень 26 вместе со штоком 34 перемещается вверх под действием пружины 31, что в конечном итоге через заранее рассчитанное время приведет к перекрытию прохода для воды между штоком 34 и втулкой 36, кольцом 35 и прекращению поступления воды к цилиндрическому изливу 44.

Величина расхода через цилиндрический излив 44 регулируется поворотом заслонки 21, а температура поворотом рукоятки 15, а следовательно, и золотника 14.

Настоящее изобретение может быть использовано везде, где требуется постоянный контроль за расходом воды, преимущественно в общественных зданиях, например школах, общественных туалетах, где наиболее вероятен неэкономичный расход воды.

Изобретение относится к полуавтоматической порционной водоразборной арматуре и предназначено для применения в умывальниках и рукомойниках. Смеситель содержит корпус с изливом и подводящими холодную и горячую воду штуцерами, регулятор температуры и кран-дозатор. В штуцеры вмонтированы обратные клапаны. Каждый из последних состоит из седла, подпружиненной относительно штуцера уплотнительной прокладки и установленного в направляющей втулке с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно нее направляющего стержня. Уплотнительная прокладка зафиксирована на нижней части направляющего стержня, установлена над седлом с возможностью перекрытия последнего. Кромки седла со стороны уплотнительной прокладки выполнены острыми. Седло выполнено из пластмассы. Корпус расположен под углом по отношению к штуцерам с наклоном в сторону излива. Регулятор температуры выполнен в виде установленного выше штуцеров в глухом отверстии корпуса золотником с рукояткой. Золотник выполнен в виде поворотной полой пробки. В стенке пробки выполнены три отверстия. Два отверстия сообщены посредством каналов в корпусе со штуцерами. Одно отверстие сообщено с каналом в корпусе. Этот канал сообщен с входным отверстием крана-дозатора через выполненный в виде поворотной заслонки регулятор расхода. Кран-дозатор содержит корпус с отсекающим клапаном и кнопкой пуска. В корпусе установлен стакан с образованием с наружной стороны стакана кольцевого канала для прохода воды внутрь стакана через выполненные в верхней части стакана в его стенке входные отверстия. Внутри стакана с возможностью перемещения вдоль него установлен полый поршень с эластичной кольцеобразной манжетой. Манжета расположена на поршне в средней его части. Выше манжеты в стенке поршня выполнены отверстия. Вокруг отверстий на поршне закреплена фильтрующая сетка. Ниже манжеты поршень выполнен с цилиндрической наружной поверхностью. На последней выполнена спиралеобразная канавка. Она сообщена в верхней своей части посредством отверстия с полостью поршня. С наружной стороны спиралеобразная канавка охвачена отрезком трубки из эластичного материала с образованием гидравлического дросселя. В стакане в подпоршневой его зоне расположена между дном стакана и поршнем пружина. В верхней части в поршень ввернут шток с расположенным на нем в месте соединения с поршнем кольцом из эластичного материала. Выше кольца на шток надета втулка с упором последней на стакан. В боковой стенке втулки выполнены выходные отверстия. Отсекающий клапан образован расположенным на штоке кольцом и надетой на шток через центральное отверстие втулкой. На штоке выше втулки в исходном положении крана-дозатора выполнены проточки. Над втулкой и штоком в корпусе установлена диафрагма. Она выполнена из эластичного материала. Диафрагма, втулка и стакан герметично прижаты друг к другу крышкой. В крышке установлена направляющая втулка. Через центральное отверстие втулки с упором в диафрагму пропущен упор кнопки пуска. Изобретения направлены на сокращение расхода воды. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Смеситель, содержащий корпус с изливом и подводящими холодную и горячую воду штуцерами, регулятор температуры и кран-дозатор, отличающийся тем, что в штуцера вмонтированы обратные клапаны, каждый из которых состоит из седла, подпружиненной относительно штуцера уплотнительной прокладки и установленного в направляющей втулке с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно нее направляющего стержня, при этом уплотнительная прокладка зафиксирована на нижней части направляющего стержня, установлена над седлом с возможностью перекрытия последнего, кромки седла со стороны уплотнительной прокладки выполнены острыми, седло выполнено из пластмассы, корпус расположен под углом к штуцерам с наклоном в сторону излива, регулятор температуры выполнен в виде установленного выше штуцеров в глухом отверстии корпуса золотником с рукояткой, выполненным в виде поворотной полой пробки, в стенке которой выполнены три отверстия, из которых два отверстия сообщены посредством каналов в корпусе со штуцерами, а одно отверстие сообщено с каналом в корпусе, который сообщен с входным отверстием крана-дозатора через выполненный в виде поворотной заслонки регулятор расхода.2. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что излив выполнен в виде цилиндра, в котором выполнено в радиальном направлении несколько отверстий или щелевое отверстие в направлении, перпендикулярном его оси, уплотненным по контуру контакта с корпусом крана-дозатора и установленным в корпусе с возможностью поворота вокруг оси.3. Кран-дозатор, содержащий корпус с отсекающим клапаном и кнопкой пуска, отличающийся тем, что в корпусе установлен стакан с образованием с наружной стороны стакана кольцевого канала для прохода воды внутрь стакана через выполненные в верхней части стакана в его стенке входные отверстия, внутри стакана с возможностью перемещения вдоль него установлен полый поршень с эластичной кольцеобразной манжетой, расположенной на поршне в средней его части, выше манжеты в стенке поршня выполнены отверстия, а вокруг отверстий на поршне закреплена фильтрующая сетка, ниже манжеты поршень выполнен с цилиндрической наружной поверхностью, на которой выполнена спиралеобразная канавка, сообщенная в верхней своей части посредством отверстия с полостью поршня, при этом с наружной стороны спиралеобразная канавка охвачена отрезком трубки из эластичного материала с образованием гидравлического дросселя, в стакане в подпоршневой его зоне расположена между дном стакана и поршнем пружина, в верхней части в поршень ввернут шток с расположенным на нем в месте соединения с поршнем кольцом из эластичного материала, а выше последнего на шток надета втулка с упором последней на стакан, при этом в боковой стенке втулки выполнены выходные отверстия, отсекающий клапан образован расположенным на штоке кольцом и надетой на шток через центральное отверстие втулкой, на штоке выше втулки в исходном положении крана-дозатора выполнены проточки, а над втулкой и штоком в корпусе установлена диафрагма, выполненная из эластичного материала, причем последняя, втулка и стакан герметично прижаты друг к другу крышкой, в которой установлена направляющая втулка, через центральное отверстие которой с упором в диафрагму пропущен упор кнопки пуска.