ПОПЛАВКОВЫЙ НАПОЛНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН Российский патент 2015 года по МПК F16K31/24 E03D1/30 

Изобретение относится к гидроавтоматике и предназначено для тарированного заполнения жидкостью различного рода емкостей, в частности сливных бачков

Из уровня техники известен наполнительный клапан прямого действия, в котором предусмотрено его быстрое закрытие на последнем этапе заполнения смывного бачка (см. патент RU 2248489, кл. F16K 31/24, опубл. 20.03.2005). В известной конструкции поплавок размещен в стакане, в дно которого вмонтирован обратный клапан. При наполнении бачка за счет обратного клапана стакан остается сухим и быстро заполняется водой, как только уровень воды в смывном бачке превысит верхний срез стакана. Поплавок в этот момент также быстро поднимается вверх и поступление воды в смывной бачок прекращается. Недостатком такого клапана является повышенная материалоемкость за счет стакана и его обратного клапана, а также сложность конструкции с точки зрения изготовления и возможности регулировки.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является поплавковый наполнительный клапан с нижним подводом воды, содержащий корпус с седлом в виде сопла и внешним крепежным цилиндром, стойку с кронштейном, образованным внутренним и внешним стаканами, и направляющей, по которой перемещается поплавок, установленный в полости стойки шток, снабженный уплотнительной прокладкой и соединенный через рычаг и тягу с поплавком, и связанную со штоком эластичную мембрану, закрепленную в кронштейне и взаимодействующую с соплом (см. патент RU 2351835, кл. F16K 31/24, опубл. 10.04.2009). Основными недостатками известного устройства являются недостаточно плотное закрытие мембраны после смыва и, как результат, недоучет потребления воды при каждом опорожнении смывного бачка, который может достигать от 0,5 до 1 л воды в зависимости от давления в водопроводной сети. Объясняется это следующим: для простейшей конструкции наполнительного клапана противодавления допускается негерметичность запорного элемента в виде капельных утечек в течение 20 минут после наполнения бачка. Это соответствует очень малым расходам, которые водосчетчик не учитывает, но за эти 20 минут может вылиться до 1 л воды. Таким образом, недостаточно быстрое закрытие клапана на последнем этапе заполнения бачка приводит к значительным водопотерям.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в снижении неконтролируемых утечек. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в поплавковом наполнительном клапане с нижним подводом воды, содержащем корпус с седлом в виде сопла и внешним крепежным цилиндром, стойку с кронштейном, образованным внутренним и внешним стаканами, и направляющей, по которой перемещается поплавок, установленный в полости стойки шток, соединенный через рычаг и тягу с поплавком, и связанную со штоком эластичную мембрану, закрепленную в кронштейне и взаимодействующую с соплом, мембрана закреплена во внутреннем стакане кронштейна, который снабжен прорезями и в закрытом положении арматуры взаимодействует с кольцевым выступом, выполненным на корпусе вокруг седла. Внешний стакан кронштейна предпочтительно закреплен во внешнем крепежном цилиндре посредством байонетного соединения.

На фиг. 1 приведен общий вид предлагаемого поплавкового наполнительного клапана с нижним подводом воды;

на фиг. 2 - разрез А-А по фиг. 1.

Поплавковый наполнительный клапан с нижним подводом воды, содержит корпус 1, эластичную мембрану 2, шток 3, стойку 4, вставку-удлинитель 5, рычаг 6, тягу 7, поплавок 8, конусную уплотнительную эластичную прокладку 9, косую пластмассовую шайбу 10, гайку 11 и фильтр 12.

Стойка 4 снабжена кронштейном, образованным внутренним 13 и внешним 14 стаканами. Корпус 1 выполнен совместно с седлом в виде сопла 15 и дросселирующей втулкой, образованной в закрытом положении клапана кольцевым выступом 16 и внутренним стаканом 13 с прорезями. Соединение стойки 4 и корпуса 1 осуществляется посредством байонетного соединения внешнего стакана 14 и крепежного цилиндра 17, выполненного на корпусе 1. Поплавок 8 перемещается вдоль направляющей на стойке 4.

Шток 3 уплотнен с помощью мембраны 2, закрепленной во внутреннем стакане 13. На поверхности штока 3 выполнены продольные дренажные пазы, которые обеспечивают свободный отрыв его рабочего торца от смежной поверхности мембраны 2 в момент открытия клапана.

Конусная прокладка 9 и косая шайба 10 позволяют исключить касание поплавком 8 стенок бачка и служат для удобства установки клапана в сливной бачок с наклоненными вовнутрь стенками, что значительно облегчает труд монтажника в стесненных условиях туалетной комнаты.

Клапан работает следующим образом.

При опорожненном смывном бачке и подключенном к водопроводной системе клапане поплавок 8 находится в нижнем положении. В результате длинное плечо рычага 6 наклонено вниз, а его короткое плечо вместе со штоком 3 подняты вверх. Под действием потока воды, последовательно проходящего через фильтр 12, дросселирующую втулку и центральное отверстие седла 15, эластичная мембрана 2 отжимается от торца седла 15. В результате вода через зазор между мембраной 2 и седлом 15, через продольные щели во внутреннем стакане 13, а также через вертикальные кольцеобразные щели между крепежным цилиндром 17 и внутренним стаканом 13 будет поступать в смывной бачок, поднимая в нем уровень заполнения водой.

В существующих клапанах поплавок 8 также должен подниматься вверх. Однако в предлагаемом - он до определенного момента окажется в нижнем положении и будет утапливаться в поступающей воде. Происходит это потому, что мембрана 2, выполненная заодно с уплотняющей прокладкой во внутреннем стакане 13, создает под действием давления в дроссельной камере вокруг сопла 15 усилие, направленное вверх и препятствующее опусканию штока 3 вниз и поднятию поплавка 8. Давление в упомянутой камере обусловлено дросселированием потока жидкости, проходящей через продольные щели во внутреннем стакане 13. Поплавок 8 будет находиться в нижнем положении до тех пор, пока приложенное к штоку 3 усилие от действия подъемной силы будет меньше силы, возникающей в результате давления воды в междроссельной камере на эффективную площадь мембраны 2.

После того как по мере подъема уровня заполнения смывного бачка будет увеличиваться подъемная сила поплавка 8, а ее приведенное значение в точке касания рычага 6 и штока 3 превысит силу от действия давления воды на мембрану 2, шток 3 начнет движение на закрытие зазора между торцом сопла 15 и мембраной 2. С уменьшением этого зазора расход через него начнет уменьшаться, а значит, начнет уменьшаться и давление в междроссельной камере. В результате поплавок 8 быстро поднимется в верхнее положение, шток 3 также сравнительно быстро и надежно прижмет рабочую поверхность мембраны 2 к седлу 15, а наполнение бачка прекратится.

При очередном спуске сливного бачка поплавок 8 опустится вниз и процесс заполнения бачка повторится.

Совмещение уплотнительной прокладки и запорного элемента в мембране 2 приводит к существенному упрощению конструкции клапана и снижает ее стоимость. Во-первых, отпадает необходимость устанавливать специальные обратные клапаны с целью предотвращения подсоса воды из смывного бачка в водопроводную сеть во время перекрытия вентиля перед стояком водопроводной сети (такие обратные клапаны выполняются или как отдельный узел, или совмещаются с корпусом фильтра, при этом увеличивается стоимость наполнительной арматуры за счет увеличения количества деталей и использования квалифицированного ручного труда при их сборке). Во-вторых, защита от подсоса воды из смывного бачка в водопроводную сеть во время ее отключения производится иногда за счет использования воздушного разрыва потока воды. Этот метод требует установки запорно-регулирующего органа выше максимального уровня наполнения смывного бачка, что усложняет и удорожает конструкцию за счет создания сложного узла подвода к клапану воды под давлением. Кроме того, при создании разрежения в отключенной водопроводной сети в нее попадает воздух из туалетного помещения вместе с болезнетворными микробами, которые оседают на стенках труб водопроводной сети и размножаются. После включения стояка вода вместе с осевшими на стенках водопроводных труб микробами поступает к пользователям воды со всеми вытекающими отсюда последствиями. Предлагаемое устройство позволяет устранить указанные недостатки. Кроме того, введение в клапан узла задержки момента его закрытия и быстрое его закрытие на последнем этапе заполнения бачка исключает недоучет водосчетчиками потребляемой воды.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет снизить неконтролируемые утечки и значительно повысить эффективность работы клапана.

Изобретение относится к гидроавтоматике и предназначено для тарированного заполнения жидкостью различного рода емкостей, в частности сливных бачков. Поплавковый наполнительный клапан с нижним подводом воды содержит корпус с седлом в виде сопла и внешним крепежным цилиндром, стойку с кронштейном и направляющей, установленной в полости стойки, шток и связанную со штоком эластичную мембрану. Шток соединен через рычаг и тягу с поплавком, который перемещается по направляющей. Кронштейн образован внутренним и внешним стаканами, причем мембрана закреплена во внутреннем стакане кронштейна. Внутренний стакан кронштейна снабжен прорезями и в закрытом положении арматуры взаимодействует с кольцевым выступом, выполненным на корпусе вокруг седла. Изобретение позволяет снизить неконтролируемые утечки и повысить эффективность работы клапана. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Поплавковый наполнительный клапан с нижним подводом воды, содержащий корпус с седлом в виде сопла и внешним крепежным цилиндром, стойку с кронштейном, образованным внутренним и внешним стаканами, и направляющей, по которой перемещается поплавок, установленный в полости стойки шток, соединенный через рычаг и тягу с поплавком, и связанную со штоком эластичную мембрану, закрепленную в кронштейне и взаимодействующую с соплом, отличающийся тем, что мембрана закреплена во внутреннем стакане кронштейна, который снабжен прорезями и в закрытом положении арматуры взаимодействует с кольцевым выступом, выполненным на корпусе вокруг седла.

2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что внешний стакан кронштейна закреплен во внешнем крепежном цилиндре посредством байонетного соединения.