КАРТРИДЖ ОДНОРУКОЯТОЧНОГО СМЕСИТЕЛЯ Российский патент 2016 года по МПК F16K11/78 F16K27/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к картриджу однорукояточного смесителя, содержащему головную часть, которая принимает элемент основания, а также дисковую систему управления с управляющим диском, который расположен с возможностью перемещения посредством укрепленного, по меньшей мере, с возможностью поворота шпинделя.

Уровень техники

В санитарных арматурах часто используются картриджи смесителей, в которых расположена дисковая система управления, содержащая управляющий диск, а также пропускной диск, которая может обслуживаться с помощью единственного рычага таким образом, что как количество воды, так и температура воды могут регулироваться одним единственным рычагом. Такого рода заменяемые картриджи могут устанавливаться в корпуса арматур с различными формами. В некоторых областях использования применяются также модифицированные картриджи, при которых установлено неизменное соотношение смешивания, причем вращательное движение рычага блокировано, так что регулировка количества воды возможна только за счет качательного движения рычага. Такое исполнение применяют также в тех областях использования, при которых в арматуре присутствует только один питающий канал.

При исполнении корпусов арматуры все чаще желательным становится по возможности компактная конструкция. Поэтому картриджи смесителей должны выполняться малыми и компактными, причем одновременно действует требование в отношении большого количества воды. Картриджи смесителей компонуются обычно из деталей, полученных методом литья под давлением, причем вследствие малых размеров конструктивных элементов в совокупности с большими размерами пропускных отверстий для прохождения воды на отдельных участках материал имеет лишь ограниченную толщину.

При исполнении арматур наряду с размерами часто необходим также боковой выход воды. Такого рода боковой выход воды реализуется таким образом, что основание картриджа смесителя оснащается ножками, в результате чего выходящая вода может выходить в области между элементом основания картриджа и основанием приемной части арматуры и направляться через боковое сливное отверстие арматуры. При такой конструкции действуют высокие требования к герметичности картриджа с целью предотвращения возможности попадания воды в мимику внутри картриджа смесителя. В результате сравнительно малой толщины материала в совокупности с изменением полимера вследствие естественного процесса старения часто, однако, не удается добиться необходимой герметичности картриджа смесителя в течение длительного времени.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является создание картриджа однорукояточного смесителя, который обеспечивает возможность бокового выхода арматуры с компактной конструкцией и при котором предотвращается попадание воды во внутреннюю мимику картриджа. В соответствии с изобретением эта задача решается с помощью признаков отличительной части пункта 1 формулы изобретения.

В изобретении создается картридж однорукояточного смесителя, который может использоваться в компактной арматуре с боковым сливом и при котором предотвращается проникновение воды во внутреннюю мимику картриджа. За счет соединения элемента основания с головной частью - предпочтительно посредством фиксирующего соединения - и дополнительного уплотнения элемента основания относительно головной части с помощью уплотнительного элемента обеспечивается необходимое уплотнение внутреннего пространства картриджа также при усталости полимера и/или изменении формы вследствие деформации картриджа внутри арматуры. Предпочтительно уплотнительный элемент образован кольцом круглого сечения.

В усовершенствовании изобретения элемент основания содержит выполненный, по меньшей мере, на его участке окружным фиксаторный выступ, который фиксируется с расположенным внутри головной части пазом под фиксатор. За счет этого облегчается монтаж элемента основания в головной части. Сверх этого, такая конструкция обеспечивает определенное позиционирование кольца круглого сечения, расположенного предпочтительно внутри перед фиксирующим соединением.

В следующем исполнении изобретения в элемент основания встроены два впускных канала и один выпускной канал, причем элемент основания содержит осевой уступ, через который проведены впускные каналы. В результате этого образуется полое пространство между картриджем смесителя и арматурой в области выпускного канала, через которое может осуществляться боковой слив из арматуры.

Предпочтительно в осевом уступе выполнен паз с радиальным округлением на, по меньшей мере, одном его участке. За счет этого обеспечивается дополнительное направление выходящего потока воды.

В следующем исполнении изобретения рядом с осевым уступом расположена, по меньшей мере, одна опорная ножка. За счет этого обеспечивается равномерное, плоскостное прилегание картриджа смесителя к основанию арматуры.

В усовершенствовании изобретения на, по меньшей мере, одной опорной ножке сформован позиционирующий штифт. За счет этого обеспечивается точное позиционирование картриджа внутри арматуры с помощью сообщающихся позиционирующих отверстий.

В исполнении изобретения по круговому периметру впускных каналов расположено выступающее в осевом направлении уплотнение. За счет этого достигается хорошее уплотнение впускных каналов относительно арматуры. Эффект уплотнения достигается за счет осевого предварительного напряжения картриджа смесителя относительно арматуры.

В следующем исполнении изобретения головная часть изготовлена из металла, предпочтительно латуни. За счет этого предотвращается деформация головной части в результате предварительного напряжения картриджа смесителя относительно арматуры также на протяжении длительного промежутка времени.

Элемент основания изготовлен в основном из синтетического материала. За счет этого достигается возможность требующего меньших издержек изготовления элемента основания, имеющего комплексную форму.

Краткое описание чертежей

Другие усовершенствования и исполнения изобретения указаны в остальных дополнительных пунктах. Один пример исполнения изобретения изображен на чертежах и в последующем описывается в подробностях. Чертежи показывают:

фиг.1 показывает схематическое изображение расположенного в арматуре с боковым выпуском картриджа для однорукояточного смесителя в продольном сечении (закрытое положение);

фиг.2 показывает картридж однорукояточного смесителя по фиг.1 в открытом положении;

фиг.3 показывает схематическое изображение головной части картриджа смесителя по фиг.1:

a) в продольном сечении

b) в частичном сечении (с поворотом на 90°),

c) в поперечном сечении;

фиг.4 показывает изображение элемента основания картриджа смесителя по фиг.1:

a) в виде сверху,

b) в продольном сечении,

c) в виде снизу,

d) в сечении D-D изображения из b),

e) в виде сбоку,

f) в виде сбоку (с поворотом на 90°),

g) в сечении B-B изображения из b),

h) в сечении C-C изображения из b),

i) в сечении A-A изображения из b),

фиг.5 показывает изображение фасонной детали кольцевого уплотнения С-образного профиля картриджа смесителя из фиг.1:

a) в виде сверху,

b) в сечении A-A изображения из a),

c) в сечении B-B изображения из a),

d) в поперечном сечении;

фиг.6 показывает изображение пропускного диска картриджа смесителя из фиг.1:

a) в виде снизу,

b) в поперечном сечении,

c) в виде сверху;

фиг.7 показывает изображение управляющего диска картриджа смесителя из фиг.1:

a) в виде снизу,

b) в поперечном сечении,

c) в виде сверху;

фиг.8 показывает изображение ползуна картриджа смесителя из фиг.1:

a) в виде снизу,

b) в поперечном сечении,

c) в виде сверху;

фиг.9 показывает дисковую систему управления картриджа смесителя из фиг.1 с управляющим диском и пропускным диском в позиции «закрыто»;

фиг.10 показывает дисковую систему управления из фиг.9 в позиции «Смешанная вода»;

фиг.11 показывает дисковую систему управления из фиг.9 в позиции «Холодная вода»;

фиг.12 показывает приемный элемент шпинделя картриджа смесителя из фиг.1:

a) в виде снизу,

b) в поперечном сечении,

c) в виде сверху;

фиг.13 показывает шпиндель картриджа смесителя из фиг.1:

a) в виде сбоку,

b) в виде спереди,

c) в виде сверху;

фиг.14 показывает крепежное кольцо картриджа смесителя из фиг.1:

a) в сечении,

b) в виде сверху ;

фиг.15 показывает арматуру устройства из фиг.1:

a) в виде снизу,

b) в сечении,

c) в виде сверху.

Осуществление изобретения

Выбранный в качеств примера картридж однорукояточного смесителя состоит в основном из головной части 1, в которую аксиально вдается шпиндель 2, который укреплен с возможностью поворота в укрепленном с возможностью вращения приемном элементе 3 шпинделя и входит в зацепление с ползуном 4, который соединен с управляющим диском 5, который сообщается с пропускным диском 6, который с помощью уплотнительной фасонной детали 7 уплотнен относительно элемента 8 основания.

Головная часть 1 выполнена в виде гильзы и в примере исполнения изготовлена в качестве латунной обточенной детали. На своем обращенном к элементу 8 основания конце на головной части 1 диаметрально относительно друг друга сформованы две перемычки 11, на внутренней стороне которых расположен паз 111 под фиксатор. Выше паза 111 под фиксатор в головной части 1 сформован с внутренним округлением упор 12 для элемента 8 основания. На своем лежащем против перемычек 11 конце головная часть 1 содержит вращающийся, окружный, увеличенный в диаметре уступ 13, в который центрально с округлением введен паз 131 для приема кольца 17 круглого сечения. Выше выступа 14 расположен участок 15 с уменьшенным диаметром, на котором на концевой стороне с округлением сформован выступ 151. На участке 15 с уменьшенным диаметром диаметрально друг другу выполнены две выемки 152, с помощью которых образованы соответственно два радиальных упора 153. Упоры 153 служат для ограничения вращения приемного элемента 3 шпинделя. Для форм исполнения, при которых соотношение смешивания должно поддерживаться неизменным, выемки 152 могут быть выполнены в качестве отверстия, в которое входит осевой штифт 23 шпинделя 2, в результате чего блокируется вращение приемного элемента 3 шпинделя.

На участок 15 с уменьшенным диаметром головой части 1 насажено, кроме того, крепежное кольцо 16. Крепежное кольцо 16 содержит с внешним округлением первую наружную резьбу 161 для ввинчивания в арматуру 9. Выше первой наружной резьбы 161 расположен уступ 162 с уменьшенным диаметром, который оснащен второй наружной резьбой 163. На концевой стороне на крепежном кольце 16 сформован участок 164 с уменьшенным диаметром, с помощью которого образован упор 165. Снаружи участок 164 с уменьшенным диаметром оснащен внешним шестигранником 166. На своем направленном от участка 164 с уменьшенным диаметром конце внутри в крепежном кольце 16 формован также округленный выступ 167.

В примере исполнения шпиндель 2 выполнен в основном с квадратной формой. Приблизительно в центре на шпинделе 2 выполнен имеющий кольцевую форму коаксиальный формованный элемент 21 для приема - не изображенного - элемента управления. Ниже формованного элемента 21 через шпиндель проходит отверстие 22 для приема осевого штифта 23. На концевой стороне на шпинделе 2 сформована выполненная в форме сферической шайбы управляющая головка 24, которая выполнена уплощенной на своей обращенной к ползуну 4 стороне. Приемный элемент 3 шпинделя выполнен в основном в виде имеющей цилиндрическую форму детали, полученной методом литья пластмассы под давлением. На своем обращенном к ползуну 4 конце на приемном элементе 3 шпинделя сформован двухступенчатый уступ 31, контур которого соответствует внутреннему контуру двухступенчатого уступа 14 головной части 1, к которой он прилегает. Выше двухступенчатого уступа 31 через приемный элемент 3 шпинделя проходит радиальное проходное отверстие 32 для приема осевого штифта 23 для шпинделя 2. В осевом направлении через приемный элемент 3 шпинделя проходит формованное проходное отверстие 33 для шпинделя 2, которое содержит боковые упоры 34, с помощью которых ограничивается радиус поворота шпинделя 2 вокруг осевого штифта 23. Проходное отверстие 33 впадает в выполненную в основном с квадратной формой приемную часть 35 для ползуна 4.

Ползун 4, выполненный в качестве детали, полученной методом литью под давлением из пластмассы, имеет в основном форму круглого диска, на котором сформована имеющая в основном квадратную форму фасонная деталь 41. Фасонная деталь 41 выполнена таким образом, что внутри выемки 35 приемного элемента 3 шпинделя она может перемещаться в продольном направлении и направляться в поперечном направлении. В осевом направлении через ползун 4 введена фасонная деталь 41, проходящая через удлиненное отверстие 42 для приема управляющей головки 24 шпинделя 2. На своих обращенных от фасонной детали 41 нижних сторонах на ползуне 4 снаружи с округлением сформованы, далее, три осевых перемычки 43 для приема управляющего диска 5.

Управляющий диск 5 выполнен овальным и изготовлен в качестве керамической детали. На своей, обращенной к пропускному диску 6 стороне управляющий диск содержит центрально расположенное, имеющее яйцевидную форму углубление 51. На своей обращенной от углубления 51 верхней стороне на управляющем диске 5 выполнены, далее, три внешне округленных выемки 52 для приема перемычек 23 ползуна 4. С помощью выемок 52 управляющий диск 5 с геометрическим замыканием соединен с ползуном 4.

Пропускной диск 6 также выполнен в качестве керамической детали. Через пропускной диск 6 проведены два впускных канала 61 для холодной или горячей воды, а также выполненный увеличенным по сравнению с ними выпускной канал 62 для смешанной воды. Впускные каналы 61, а также выпускной канал 62 проведены через пропускной диск 6 под наклоном к нему. Сбоку на пропускном диске 6 размещены смещенные относительно друг друга три выемки 63 для соединения с геометрическим замыканием с элементом 8 основания.

Уплотнительная фасонная деталь 7 выполнена в примере исполнения из резины. Уплотнительная фасонная деталь 7 образована в основном тремя кольцами 71, которые соответственно сформованы на обоих остальных кольцах 71 так, что образован один контур в форме трилистника. На кольцах 71 уплотнительной фасонной детали 7 на их верхней стороне, а также на их нижней стороне соответственно сформованы рабочие кромки 72 уплотнения. С целью придания форме стабильности кольца 71 оснащены соответственно каждое опорным кольцом 73, которое расположено между рабочими кромками 72 уплотнения колец 71.

Элемент 8 основания выполнен в основном с цилиндрической формой. В элементе 8 основания выполнены два впускных отверстия 81, а также одно выпускное отверстие 82, центральные оси которых ограничивают равнобедренный треугольник. Оба впускных отверстия 81 впадают в выполненный в форме очков уступ 83, в котором выполнен окаймляющий впускные отверстия 81 паз 84 для приема обеих колец круглого сечения. Сбоку в уступе 83 сформован паз 831. Далее, на расстоянии от уступа 83 на элементе 8 основания сформованы две опорные ножки 85, которые с уступом 83 ограничивают канал 851 и которые оснащены каждая осевым позиционирующим штифтом 852. Опорные ножки 85 расположены таким образом, что они с уступом 83 ограничивают выпускное отверстие 82. Ограниченный опорными ножками 85 канал 851 впадает в выполненный в уступе 83 паз 831 и обеспечивает возможность достаточного подвода воды для бокового выпускного канала арматуры 9.

Сбоку на элементе 8 основания с округлением сформован уступ 86, в котором диаметрально расположены две выемки 861 для приема перемычек 11 головной части 1. В области выемок 861 выполнены фиксаторные выступы 862 для зацепления с пазами 111 под фиксатор перемычек 11 головной части 1. Эти фиксаторные выступы 862 обеспечивают фиксирующее соединение между элементом 8 основания и головной частью 1. Выше округленного уступа 86 расположен с округлением паз 87 для приема кольца 871 круглого сечения для уплотнения элемента 8 основания относительно головной части 1. На своей обращенной от уступа 83 верхней стороне элемент 8 основания содержит имеющую форму трилистника приемную часть 88 для уплотнительной фасонной детали 7. По окружному периметру выемки 88 сформованы расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга три перемычки 89 для прочного на скручивание приема пропускного диска 6. Перемычки 89 входят с зацеплением в выемки 63 пропускного диска 6. С целью улучшения геометрического замыкания на двух перемычках 89 сформованы выступы 891, которые входят в сообщающиеся с ними выемки 63 пропускного диска 6.

Арматура 9 схематически показана на фиг.15 и выполнена в основном в цилиндрической форме. Она содержит приемную часть 91 картриджа, на открытом конце которой предусмотрена внутренняя резьба для ввинчивания крепежного кольца 16 головной части 1. В приемную часть 91 картриджа со стороны основания впадают два присоединения 93 подвода воды, а также одно присоединение 94 отвода воды, центральные оси которых ограничивают равнобедренный треугольник. С обеих сторон присоединения 94 отвода воды предусмотрено по одному позиционирующему отверстию 95 для приема позиционирующих штифтов 852 элемента 8 основания. Далее, для пояснения возможностей использования соответствующего изобретению картриджа однорукояточного смесителя предусмотрено боковое присоединение 96 отвода воды.

На фиг.9-11 схематически изображены различные положения дисковой системы управления, образованной из управляющего диска 5 и пропускного диска 6. В позиции по фиг.9 ни один из впускных каналов 61 пропускного диска 6 не перекрыт углублением 51 управляющего диска 5. Впускные каналы 61 являются, тем самым, закрытыми управляющим диском 5. Прохождения воды не происходит (закрытое положение).

В позиции дисковой системы управления по фиг.10 оба впускных канала 61 для горячей и холодной воды перекрыты углублением 51 управляющего диска 5, которое одновременно перекрывает также выпускной канал 62 пропускного диска 6. Происходит смешивание горячей и холодной воды внутри углубления 51 управляющего диска 5, прежде чем смешанная вода выйдет через выпускной канал 62 пропускного диска 6. В позиции дисковой системы управления по фиг.11 только один впускной канал 61 - в данном случае подвод холодной воды - закрыт углублением 51 управляющего диска 5, которое соединяет этот впускной канал 61 с выпускным каналом 62 пропускного диска 6. Таким образом, из выпускного канала 82 элемента 8 основания выходит только холодная вода.

На фиг.2 показано устройство с дисковой системой управления по фиг.10. Смешанная вода выходит из выпускного канала 82 элемента 8 основания через канал 851 в образованное между головной частью 1 и приемной частью 91 картриджа арматуры 9 промежуточное пространство и, таким образом, поступает к присоединениям 94 и 96 отвода воды арматуры 9. В зависимости от желаемого исполнения арматуры тем самым достигается возможность бокового отбора смешанной воды через присоединение 96 отвода воды, равно как и отбор воды со стороны основания. Сам картридж смесителя омывается выходящей из элемента 8 основания водой внутри приемной части 91 картриджа арматуры 9. С помощью кольца 17 круглого сечения, расположенного за образованным между пазом 111 под фиксатор головной части 1 и фиксаторным выступом 862 элемента 8 основания фиксирующим соединением, обеспечивается эффективное предотвращение попадания смешанной воды в область за элементом 8 основания и расположенной там управляющей мимики. Возможные изменения формы выполненного из синтетического материала элемента 8 основания определяются кольцом 17 круглого сечения. За счет исполнения головной части 1 из латуни предотвращаются изменения формы головной части 1, в частности, в области элемента 8 основания.

Управление выходящим из выпускного отверстия 82 элемента 8 основания потоком воды осуществляется с помощью шпинделя 2. Поворот шпинделя 2 вокруг осевого штифта 23 передается через управляющую головку 24 на ползун, а также на управляющий диск 24, соединенный с геометрическим замыканием с ползуном 4, за счет чего достигается управлением количеством воды. Вращение шпинделя 2 передается через осевой штифт 23 на укрепленный с возможностью вращения в головной части 1 приемный элемент 3 шпинделя, который соединен с геометрическим замыканием с ползуном 4 с помощью фасонной детали 41. Таким образом, вращательное движение передается на ползун 4 и, следовательно, на соединенный с ним с геометрическим замыканием управляющий диск 5 и обуславливает регулировку соотношения смешивания потоков воды, присутствующих во впускных каналах 61 пропускного диска 6.

Картридж смесителя соединяют с арматурой 9 с помощью крепежного кольца 16 и подвергают предварительному натяжению относительно основания приемной части 91 картриджа. Достигнутые при этом силы предварительного натяжения обеспечивают компенсацию технологических допусков отдельных конструктивных узлов, в частности, на ползуне 4, управляющем диске 5, пропускном диске 6 и элементе 8 основания. Это может обусловить неравномерное давление прижима между пропускным диском 6 на одной с стороне, также элементом 8 основания на другой стороне к уплотнительной фасонной детали 7. За счет упругого исполнения уплотнительной фасонной детали 7 с выполненными на ней рабочими кромками 72 уплотнения достигается выравнивание положения уплотнительной фасонной детали 7 внутри приемной части 88 элемента 8 основания, за счет чего обеспечивается надежное уплотняющее действие. Уплотняющее действие поддерживается омываемыми водой снизу рабочими кромками 72 уплотнения. Изменение формы колец 71 уплотнительной фасонной детали 7, которое могло бы привести к ухудшению уплотняющего действия, предотвращается с помощью установленных в кольца 71 опорных колец 73.

Крепежное кольцо 16 насажено на уменьшенный в диаметре участок 15 головной части, причем окружный выступ 151 при достижении окружного выступа 167 крепежного кольца 16 упруго прогибается вовнутрь. После достижения выступом 167 крепежного кольца 16 выступ 151 уменьшенного в диаметре участка 15 головной части 1 вновь возвращается в свою первоначальную позицию. Таким образом, крепежное кольцо 16 удерживается на головной части 1 без опасности его потери. Ввинчивание крепежного кольца 16 осуществляют через внешний шестигранник 166. С помощью второй наружной резьбы 163 крепежного кольца 16 возможно, например, крепление следующей части корпуса арматуры 9.

Изобретение относится к сантехнической водоразборной арматуре и предназначено для регулирования расхода жидкости преимущественно в однорычажных смесителях. Картридж однорукояточного смесителя содержит головную часть (1) с элементом (8) основания и дисковую систему управления с одним управляющим диском (5). Диск (5) с помощью укрепленного с возможностью вращения и поворота шпинделя (2) расположен с возможностью вращения и перемещения. Элемент (8) основания соединен с головной частью (1) посредством фиксирующего соединения и с помощью уплотнительного элемента уплотнен относительно головной части (1). Два впускных канала (81) и один выпускной канал (82) выполнены в элементе (8) основания. Элемент (8) основания содержит осевой уступ (83), через который проходят только впускные каналы (81). Изобретение направлено на повышение герметичности однорукояточного смесителя. 9 з.п. ф-лы, 41 ил.

1. Картридж однорукояточного смесителя, содержащий головную часть (1), которая принимает элемент (8) основания, а также дисковую систему управления с одним управляющим диском (5), который расположен с возможностью перемещения с помощью шпинделя (2), укрепленного, по меньшей мере, с возможностью поворота, причем элемент (8) основания уплотнен относительно головной части (1) с помощью уплотнительного элемента, отличающийся тем, что в элемент (8) основания встроен один, предпочтительно, два впускных канала (81) и один выпускной канал (82), причем элемент (8) основания содержит осевой уступ, через который проведены лишь впускные каналы (81).

2. Картридж однорукояточного смесителя по п.1, отличающийся тем, что управляющий диск (5) расположен с возможностью вращения и перемещения с помощью укрепленного с возможностью вращения и поворота шпинделя (2).

3. Картридж однорукояточного смесителя по п.1 или 2, отличающийся тем, что уплотнительный элемент образован кольцом (871) круглого сечения.

4. Картридж однорукояточного смесителя по п.1, отличающийся тем, что элемент (8) основания содержит выполненный, по меньшей мере, на одном участке окружным фиксаторный выступ (862), который фиксируется в расположенном внутри головной части (1) пазе под фиксатор.

5. Картридж однорукояточного смесителя по п.4, отличающийся тем, что в осевом уступе (83), по меньшей мере, на одном участке радиально окружно выполнен паз (831).

6. Картридж однорукояточного смесителя по п.4, отличающийся тем, что рядом с осевым уступом (83) расположена по меньшей мере одна опорная ножка (85).

7. Картридж однорукояточного смесителя по п.6, отличающийся тем, что на по меньшей мере одной опорной ножке (83) сформован позиционирующий штифт (852).

8. Картридж однорукояточного смесителя по п. 6 или 7, отличающийся тем, что на окружном периметре впускных каналов (81) расположено выступающее в осевом направлении уплотнение.

9. Картридж однорукояточного смесителя по п.1, отличающийся тем, что головная часть (1) выполнена из металла, предпочтительно латуни.

10. Картридж однорукояточного смесителя по п.1, отличающийся тем, что элемент (8) основания выполнен из синтетического материала.