ИСПОЛНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО КЛАПАНА И САНТЕХНИЧЕСКИЙ КЛАПАН Российский патент 2019 года по МПК F16K31/56 F16K11/18 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к исполнительному устройству клапаном для приведения в действие клапана, в частности, сантехнического клапана, при осевом управляющем перемещении для осуществления первой функции клапана, в частности функции отсечки, и при вращательном управляющем перемещении для осуществления второй функции клапана, в частности регулирования количества или функции смешивания, а также к сантехническому клапану, оснащенному таким исполнительным устройством.

Уровень техники

Клапаны, которые имеют и функцию отсечки, и функцию регулирования количества или функцию смешивания, используются, например, в сантехнике. В данном случае «функцию отсечки» следует понимать в том смысле, что подачу соответствующей жидкости, такой как вода, к выпускному отверстию клапана можно выборочно разрешать или запрещать, обычно перекрывать полностью. Такую функцию отключения часто называют «функцией включения/выключения» клапана. «Функцию регулирования количества» следует понимать в том смысле, что за счет соответствующей функции клапана можно регулировать количество подаваемой жидкости, т.е. подачу жидкости можно варьировать и задавать различный расход между нулевым значением и максимальным значением или максимальной величиной расхода жидкости через клапан, обычно в форме плавного регулирования. «Функцию смешивания» следует понимать в том смысле, что за счет указанной функции клапана две отдельно подаваемые жидкости, например, холодную воду и горячую воду, можно смешивать в разных заданных пропорциях с целью получения соответствующей смешанной жидкости. В данном случае «функция смешивания» может представлять собой чистую функцию смешивания без дополнительного регулирования количества, или в ином варианте это может быть функция смешивания, при которой дополнительно к пропорциям смешивания задействованных жидкостей можно также регулировать суммарное количество смешанной жидкости, т.е. варьировать это количество и задавать предпочтительно плавным образом.

Что касается клапанов указанного типа, то известно применение двух отдельных рабочих элементов для реализации функции отсечки с одной стороны, и для реализации функции регулирования количества или функции смешивания с другой стороны, при этом указанные элементы выступают в качестве средств взаимодействия с пользователем, т.е. в качестве элементов, которые захватывает пользователь, или которыми иным образом манипулирует пользователь с целью выполнения соответствующей функции. В большом числе случаев воздействие на клапан для осуществления функции отсечки включает осевое управляющее перемещение, а для реализации функции регулирования количества или смешивания - вращательное управляющее перемещение. В иных вариантах осуществления соответствующих устройств включения клапана осевое управляющее перемещение может отвечать за функцию регулирования количества или функцию смешивания, а вращательное управляющее перемещение может отвечать за функцию отсечки, а в каких-то иных вариантах также возможно, чтобы указанные два управляющих перемещения были связаны с двумя различными другими типичными функциями клапана.

В основе изобретения лежит техническая проблема создания исполнительного устройства клапана вышеупомянутого типа, посредством которого клапан можно приводить в действие по меньшей мере путем осевого управляющего перемещения для реализации первой функции клапана, и путем вращательного управляющего перемещения для реализации второй функции клапана при высоком уровне функционального удобства, высоком уровне функциональной надежности и сравнительно небольшом усилии для выполнения указанных перемещений, а также проблема создания сантехнического клапана, оснащенного таким исполнительным устройством.

Раскрытие изобретения

Указанная проблема решается в изобретении за счет создания исполнительного устройства клапана, обладающего отличительными признаками, изложенными в п. 1 формулы изобретения, и сантехнического клапана, обладающего отличительными признаками, изложенными в п. 8 формулы изобретения.

Согласно изобретению, исполнительное устройство клапана содержит рабочий элемент, выполненный с возможностью комбинированного вращательного и осевого перемещения и действующий в качестве средства взаимодействия с пользователем, при этом рабочий элемент соединен с компонентом передачи вращения неподвижно в отношении вращательного движения, но с возможностью осевого перемещения, причем указанный компонент передачи вращения выполнен с возможностью соединения с поворотным приводным элементом клапана. Рабочий элемент имеет самоудерживающееся начальное положение, переднее конечное положение, находящееся в осевом направлении впереди начального положения, и самоудерживающееся заднее конечное положение, находящееся в осевом направлении позади начального положения. Первая функция клапана активируется посредством осевого продвижения рабочего элемента в переднее конечное положение, а вторая функция клапана активируется посредством вращения рабочего элемента. Согласно предпочтительным вариантам осуществления изобретения, указанное вращение осуществляется вокруг оси вращения, которая параллельна осевому направлению, а в иных вариантах осуществления - вокруг оси вращения, которая не параллельна осевому направлению. Упругий смещающий элемент выполнен с возможностью смещения рабочего элемента вдоль оси в направлении заднего конечного положения.

Фиксирующий направляющий компонент выполнен с возможностью соединения с осевым исполнительным элементом клапана неподвижно в отношении осевого перемещения, но с возможностью вращательного движения, и содержит фиксатор для удержания рабочего элемента в начальном положении, и осевую направляющую, обеспечивающую возможность осевого перемещения рабочего элемента в направлении заднего конечного положения, причем фиксатор и осевая направляющая смещены друг относительно друга в направлении вращения фиксирующего направляющего компонента. Поворотный направляющий механизм, действующий между рабочим элементом и фиксирующим направляющим компонентом, служит для поворота фиксирующего направляющего компонента во время продвижения рабочего элемента в направлении его переднего конечного положения.

Таким образом, в изобретении предложено исполнительное устройство клапана, которое при высоком уровне функционального удобства может быть приведено в действие пользователем для приведения в действие соответствующего клапана и реализации в каждом случае одной из двух функций клапана, причем указанный клапан может выполнять две или более функций. Для достижения этой цели достаточно, чтобы пользователь манипулировал всего одним рабочим элементом. Продвигая рабочий элемент вдоль оси вперед в переднее конечное положение, пользователь может активировать первую функцию клапана, например, открывать или закрывать выпускное отверстие клапана, а вращая тот же самый рабочий элемент, пользователь может активировать вторую функцию клапана, например, изменять, в частности, плавно количество и/или пропорцию смешивания жидкости, подаваемой посредством клапана.

В предпочтительном варианте рабочий элемент имеет два самоудерживающихся положения, расположенных на разных уровнях в осевом направлении, во-первых, начальное положение и, во-вторых, заднее конечное положение, которое в осевом направлении оттянуто назад относительно начального положения. В начальном положении в предпочтительном варианте указанный элемент может быть визуально или по соображениям дизайна расположен вровень с окружающей поверхностью, например, сантехнического фитинга или иной арматуры, в которую устанавливают исполнительное устройство клапана. В заднем конечном положении, которое отведено назад в осевом направлении относительно начального положения, указанный элемент может удобно захватывать пользователь, чтобы путем вращения активировать вторую функцию клапана. Из самоудерживающегося начального положения рабочий элемент вначале может быть переведен пользователем вдоль оси в переднее конечное положение путем нажатия на указанный элемент вперед, а из переднего положения рабочий элемент под действием упругого смещающего элемента может перейти в заднее конечное положение. Данный функциональный принцип подобен принципу работы традиционных нажимных поворотных рукояток управления духовкой с тем отличием, что осевое нажатие на управляющую рукоятку не запускает рабочую функцию, а просто служит для высвобождения из самоудерживающегося начального положения, в то время как в рассматриваемом случае первая функция клапана активируется путем осевого продвижения рабочего элемента в переднее конечное положение.

Фиксирующий направляющий компонент обеспечивает самоудержание рабочего элемента в начальном положении с возможностью высвобождения. Продвижение рабочего элемента в переднее конечное положение позволяет освободить блокировку, а поворотный направляющий механизм дает возможность фиксирующему направляющему компоненту поворачиваться относительно рабочего элемента, так что осевая направляющая фиксирующего направляющего компонента дает возможность осевого отведения рабочего элемента в заднее конечное положение.

Путем повторной подачи вперед вдоль оси рабочего элемента пользователь может перевести рабочий элемент из самоудерживающегося заднего конечного положения в переднее конечное положение, и снова активировать первую функцию клапана. Более того, поворотный направляющий механизм может в то же самое время снова повернуть фиксирующий направляющий компонент относительно рабочего элемента, в результате чего осевая направляющая выйдет из зацепления с рабочим элементом, а вместо этого в зацепление с рабочим элементом войдет фиксатор, в результате чего рабочий элемент затем перейдет в самоудерживающееся начальное положение, которое определяет фиксатор, под действием упругого смещающего элемента, когда пользователь отпустит рабочий элемент.

Таким образом, в целом соответствующее изобретению исполнительное устройство клапана обеспечивает пользователю высокий уровень функционального удобства, при этом исполнительное устройство клапана может быть реализовано при сравнительно небольших производственных затратах и/или за счет небольшого числа деталей.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, фиксирующий направляющий компонент выполнен в виде фиксирующей направляющей гильзы, у которой имеется боковая поверхность гильзы, на которой сформированы фиксатор и осевая направляющая, с которыми взаимодействует по меньшей мере один соответствующий фиксирующий/скользящий элемент рабочего элемента. Этим обеспечивается реализация фиксирующего направляющего компонента, которая является предпочтительной в отношении осуществления функции и технологии изготовления. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления, фиксирующий направляющий компонент изготавливают в виде цельной детали.

В соответствующих вариантах осуществления изобретения фиксатор сформирован за счет торцевой области по меньшей мере одной осевой стенки, которая выступает радиально на боковой поверхности гильзы, предпочтительно -за счет торцевых областей нескольких осевых стенок, разнесенных друг от друга в направлении окружности гильзы, и/или осевая направляющая сформирована за счет по меньшей мере одной осевой выемки на боковой поверхности гильзы, а предпочтительно - за счет нескольких выемок, разнесенных друг от друга в направлении окружности гильзы. Соответствующая выемка может представлять собой канавку или паз, который в радиальном направлении проникает в боковую поверхность гильзы. Такое размещение в каждом случае нескольких осевых стенок, и/или осевых выемок на окружности гильзы может способствовать стабильности задания направлений для взаимодействия фиксирующей направляющей гильзы с рабочим элементом.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, фиксирующий направляющий компонент выполнен в виде фиксирующей направляющей гильзы, у которой на торцевой поверхности имеется скошенный профиль в качестве части поворотного направляющего механизма, которая находится на фиксирующем компоненте, а у рабочего элемента имеется ответный профиль, взаимодействующий со скошенным профилем, в качестве части поворотного направляющего механизма, которая находится на рабочем элементе. Этим обеспечивается реализация поворотного направляющего механизма, которая является предпочтительной в отношении конструкции.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, фиксирующий направляющий компонент выполнен в виде фиксирующей направляющей гильзы, а компонент передачи вращения выполнен в виде гильзы передачи вращения, которая расположена соосно фиксирующей направляющей гильзе. Данная мера имеет преимущество в отношении конструкции и осуществления функции. Таким образом, оказывается возможным в соответствии с требованиями использовать гильзу передачи вращения в качестве коаксиальной направляющей детали для фиксирующей направляющей гильзы, которая является подвижной относительно гильзы передачи вращения.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, между фиксирующим направляющим компонентом и компонентом передачи вращения предусмотрено препятствующее вращению устройство, обеспечивающее возможность вращения фиксирующего направляющего компонента относительно компонента передачи вращения только при определенном положении рабочего элемента, а именно только когда осевое расстояние рабочего элемента от его переднего конечного положения (т.е. положения максимального осевого перемещения) становится меньше заранее заданного разрешенного расстояния. Указанное разрешенное расстояние естественно выбирают так, чтобы оно было меньше осевого расстояния между начальным положением и передним конечным положением рабочего элемента, а точнее, согласно соответствующим вариантам осуществления, разрешенное расстояние выбирают настолько малым, чтобы освобождение фиксирующего направляющего компонента для поворота относительно компонента передачи вращения и таким образом относительно рабочего элемента, который жестко связан с компонентом передачи вращения, происходило только, если перед этим была активирована первая функция клапана за счет осевого продвижения рабочего элемента.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, который является предпочтительным в отношении конструкции, препятствующее вращению устройство содержит по меньшей мере одну блокирующую стенку, которая проходит в осевом направлении и выступает радиально от компонента передачи вращения, и по меньшей мере один блокирующий выступ, выступающий радиально от фиксирующего направляющего компонента, и выполненный с возможностью взаимодействия с блокирующей стенкой. В соответствующих реализациях блокирующая стенка выступает радиально внутрь на компоненте передачи вращения, а блокирующий выступ выступает радиально наружу на фиксирующем направляющем компоненте, или в ином варианте блокирующая стенка на компоненте передачи вращения выступает радиально наружу, а блокирующий выступ на фиксирующем направляющем компоненте выступает радиально внутрь.

Соответствующий изобретению сантехнический клапан содержит патрон клапана, содержащий поворотный приводной элемент для реализации функции регулирования количества или функции смешивания, а также осевой приводной элемент для реализации функции отсечки. Дополнительно указанный клапан оснащен исполнительным устройством, которое соответствует настоящему изобретению, и присоединяется к патрону клапана, так что пользователь может использовать сантехнический клапан удобным образом. Данный сантехнический клапан особенно подходит для установки в сантехнический фитинг или иное сантехническое устройство, так чтобы рабочий элемент в своем начальном положении располагался вровень с поверхностью, которая его окружает - с поверхностью сантехнического фитинга или сантехнического устройства или иной окружающей установочной поверхностью или установочной стеной. При таком положении пользователь может нажать на рабочий элемент, подавая его вдоль оси вперед. По достижении своего заднего конечного положения (оттянутого вдоль оси назад) рабочий элемент соответственно выступает относительно окружающей поверхности, и его может захватывать пользователь с целью вращения. Затем на рабочий элемент можно снова нажать, и, подав вперед вдоль оси, привести обратно в начальное положение.

Краткое описание чертежей

Предпочтительные варианты осуществления изобретения будут рассмотрены ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 в аксонометрии сверху и разобранном виде изображает сантехнический клапан с патроном и исполнительным устройством клапана,

фиг. 2 в аксонометрии снизу и разобранном виде изображает сантехнический клапан фиг. 1,

фиг. 3 в аксонометрии снизу изображает рабочий элемент исполнительного устройства клапана, соответствующего фиг. 1,

фиг. 4 представляет боковую проекцию сантехнического клапана фиг. 1 в установленном состоянии, когда рабочий элемент находится в самоудерживающемся начальном положении,

фиг. 5 изображает одну часть исполнительного устройства клапана фиг. 1 с продольным разрезом, когда рабочий элемент находится в самоудерживающемся начальном положении,

фиг. 6 представляет вид фиг. 4, когда рабочий элемент находится в нажатом промежуточном положении,

фиг. 7 представляет вид фиг. 5 с разрезом, когда рабочий элемент находится в нажатом промежуточном положении,

фиг. 8 представляет вид фиг. 4, когда рабочий элемент находится в своем переднем конечном положении,

фиг. 9 представляет вид фиг. 5 с разрезом, когда рабочий элемент находится в своем переднем конечном положении,

фиг. 10 изображает сантехнический клапан фиг. 1 с продольным разрезом, когда рабочий элемент находится в своем переднем конечном положении,

фиг. 11 представляет вид фиг. 4, когда рабочий элемент находится в самоудерживающемся заднем конечном положении,

фиг. 12 представляет вид фиг. 5 с разрезом, когда рабочий элемент находится в самоудерживающемся заднем конечном положении.

Осуществление изобретения

Сантехнический клапан, изображенный в разобранном виде на фиг. 1 и 2, обладает функцией отсечки и функцией регулирования количества или смешивания, и с этой целью содержит патрон 1 стандартной конструкции, у которого имеется поворотный приводной элемент 2 для осуществления функции регулирования количества или смешивания, и осевой приводной элемент 3 для осуществления функции отсечки. Поворотный приводной элемент 2 может представлять собой, например, поворотную втулку, которая выполнена с возможностью вращения вокруг продольной оси патрона 1, и которая содержит наружное зубчатое кольцо 4, а осевой приводной элемент 3 может представлять собой, например, нажимной штифт, выполненный с возможностью осевого перемещения вдоль продольной оси патрона клапана. В изображенном примере поворотный приводной элемент 2 и осевой приводной элемент 3 расположены на торцевой стороне цилиндрического корпуса патрона 1 клапана, при этом на указанную торцевую сторону может быть навернут натяжной винт 6 и установлено промежуточное уплотнение 5.

Исполнительное устройство клапана, которое в изображенном примере может быть установлено на указанной торцевой стороне патрона 1, служит для приведения клапана в действие. Исполнительное устройство клапана содержит фиксирующий направляющий компонент 7, компонент 8 передачи вращения, упругий смещающий элемент 9 и рабочий элемент 10. Рабочий элемент 10 содержит основной корпус 10а и колпачок 10b для захвата, который защелкиванием можно надевать на основной корпус.

Компонент 8 передачи вращения может быть соединен с поворотным приводным элементом 2 клапана, так что может происходить их совместное вращение. В изображенном примере компонент 8 передачи вращения с этой целью содержит внутренний зубчатый венец 11, который может быть установлен на наружное зубчатое кольцо 4 поворотного приводного элемента 2 для их совместного вращения; как вариант возможно использование некоторого другого типа соединения, обеспечивающего совместное вращение. Предпочтительно компонент 8 передачи вращения выполнить в виде одной детали.

Рабочий элемент 10 действует как средство взаимодействия с пользователем, которым пользователь может непосредственно манипулировать, и который расположен так, что его можно перемещать комбинированным образом - вращать и двигать вдоль оси, и в данном случае рабочий элемент 10 связан с компонентом 8 передачи вращения с возможностью совместного вращения и осевого перемещения. В изображенном примере указанная связь реализуется за счет по меньшей мере одного осевого паза 12 в компоненте 8 передачи вращения, и по меньшей мере одной соответствующей поворотной ведущей стенки 13, которая выступает в осевом направлении на рабочем элементе 10, и заходит в осевой паз компонента 8 передачи вращения. Согласно предпочтительному варианту, в компоненте 8 передачи вращения выполнено несколько осевых пазов 12, которые распределены по окружности компонента 8, при этом на рабочем элементе выполнено соответствующее число ответных поворотных ведущих стенок 13, например, в каждом случае четыре паза и четыре стенки. При осевом перемещении рабочего элемента 10 соответствующая поворотная ведущая стенка 13 может перемещаться внутри связанного с ней осевого паза 12, при этом компонент 8 передачи вращения будет оставаться неподвижным, в то время как вращение рабочего элемента 10 (за счет взаимодействия поворотной ведущей стенки (стенок) 13 с осевым пазом (пазами) 12) вызывает соответствующий поворот компонента 8 передачи вращения.

Основной корпус 10а в предпочтительном варианте выполнен в виде одной детали, и в данном варианте осуществления вместе с надетым колпачком 10b образует рабочий элемент 10, как цельный компонент, который пользователь может перемещать в осевом направлении или поворачивать, чтобы активировать вышеупомянутые функции клапана.

У рабочего элемента 10, которому можно задавать комбинированное движение - вращательное и поступательное вдоль оси имеется самоудерживающееся начальное положение В_А, переднее конечное положение B_V, которое находится впереди указанного начального положения В_А, и самоудерживающееся заднее конечное положение B_R, которое в осевом направлении находится позади начального положения В_А. На фиг. 4, 8 и 11 изображен сантехнический клапан для примера в установленном состоянии, когда рабочий элемент находится в начальном положении В_А, в переднем конечном положении B_V и в заднем конечном положении B_R, соответственно. Упругий смещающий элемент 9, который, к примеру, может представлять собой пружину (такую как спиральную пружину сжатия), сдвигает рабочий элемент 10 вдоль оси в направлении заднего конечного положения B_R.

Фиксирующий направляющий компонент 7 может быть соединен с осевым приводным элементом 3 клапана так, что его можно вращать, но при этом он зафиксирован относительно элемента 3 в осевом направлении. С этой целью могут быть использованы любые соединительные средства известные специалистам в данной области. В изображенном примере эту роль выполняет регулировочный винт 14, который может быть завернут в осевой приводной элемент 3 клапана, и который за счет кольцевого фланца удерживает фиксирующий направляющий компонент 7 на осевом приводном элементе 3 так, что фиксирующий направляющий компонент 7 закреплен в осевом направлении, но имеет возможность вращения. В предпочтительном варианте фиксирующий направляющий компонент 7 выполнен в виде одной детали.

Фиксирующий направляющий компонент 7 содержит фиксатор 15 для удержания рабочего элемента 10 в начальном положении В_А, а также содержит осевую направляющую 16, которая позволяет рабочему элементу 10 перемещаться в осевом направлении в заднее конечное положение B_R.

Поворотный направляющий механизм 17 действует между рабочим элементом 10 и фиксирующим направляющим компонентом 7, чтобы обеспечивать поворот фиксирующего направляющего компонента 7 во время осевого продвижения рабочего элемента 10 в переднее конечное положение B_V.

В соответствующих вариантах осуществления фиксирующий направляющий компонент 7, как показано в примере, выполнен в виде фиксирующей направляющей гильзы 7а, у которой имеется боковая поверхность 19, на которой сформированы фиксатор 15 и осевая направляющая 16, с которыми взаимодействует по меньшей мере один соответствующий фиксирующий/скользящий элемент 20 рабочего элемента 10. В изображенном примере фиксатор 15 выполнен в виде стопора в торцевой области 15а по меньшей мере на одной осевой стенке 21, которая выступает радиально на боковой поверхности 19 гильзы.

Согласно предпочтительному варианту, на боковой поверхности 19 гильзы сформировано несколько выступающих радиально и осевых стенок 21а, у которых имеются торцевые области 15а, выполненные в качестве фиксирующих средств, разнесенных друг относительно друга в направлении окружности. Также осевая направляющая 16 согласно предпочтительному варианту выполнена в виде нескольких осевых выемок 16а на боковой поверхности 19 гильзы, при этом выемки разнесены друг относительно друга в направлении окружности.

В соответствующих вариантах осуществления изобретения, фиксирующий направляющий компонент 7 выполнен в виде фиксирующей направляющей гильзы 7а, а компонент 8 передачи вращения - в виде гильзы 8а передачи вращения, которая расположена соосно фиксирующей направляющей гильзе 7а. В этом отношении, в изображенном примере осуществления фиксирующая направляющая гильза 7а своей боковой поверхностью 19 коаксиально садится в гильзу 8а передачи вращения на ее боковую поверхность 18.

В соответствующих вариантах осуществления фиксирующая направляющая гильза 7а на своей торцевой поверхности содержит скошенный профиль 17а в качестве части поворотного направляющего механизма 17, которая находится на фиксирующем направляющем компоненте. Для сопряжения с указанным профилем рабочий элемент 10 содержит ответный профиль 17b в качестве части поворотного направляющего механизма 17, которая находится на рабочем элементе, при этом ответный профиль 17b взаимодействует со скошенным профилем 17а.

В соответствующих вариантах осуществления изобретения, исполнительное устройство клапана содержит, как показано в примере, препятствующее вращению устройство 22, который действует между фиксирующим направляющим компонентом 7 и компонентом 8 передачи вращения, и который позволяет фиксирующему направляющему компоненту 7 поворачиваться относительно компонента 8 передачи вращения только, когда осевое расстояние рабочего элемента 10 от его переднего конечного положения B_V оказывается меньше заранее заданного разрешенного расстояния. Согласно предпочтительным вариантам осуществления, указанное разрешенное расстояние задают так, что вращение фиксирующего направляющего компонента 7 относительно компонента 8 передачи вращения разрешается только, когда рабочий элемент 10 приблизится к своему переднему конечному положению B_V настолько, что произойдет активирование соответствующей первой функции клапана.

Как показано, препятствующее вращению устройство 22 может быть реализовано, например, посредством по меньшей мере одной блокирующей стенки 22а, которая выступает радиально на компоненте 8 передачи вращения и проходит вдоль оси, и по меньшей мере одного блокирующего выступа 22b, который выступает радиально на фиксирующем направляющем компоненте 7 и соответствующим образом взаимодействует со стенкой 22а. В изображенном примере компонент 8 передачи вращения содержит несколько, например, две блокирующие стенки 22а, которые радиально выступают внутрь и разнесены друг от друга в направлении окружности, в то время как на фиксирующем направляющем компоненте 7 сформировано несколько, например, шесть блокирующих выступов 22b, которые выступают радиально наружу. При пошаговом вращении фиксирующего направляющего компонента 7 относительно компонента 8 передачи вращения, в каждом случае по меньшей мере один из блокирующих выступов 22b вступает в контакт по меньшей мере с одной из блокирующих стенок 22а, например, в каждом случае один блокирующий выступ 22b поочередно упирается в одну из двух блокирующих стенок 22а, обеспечивая требуемую функцию предотвращения вращения.

Далее согласно фиг. 4-12 будет рассмотрено функционирование устройства включения клапана на примере ситуации, при которой сантехнический клапан, оснащенный патроном 1 и присоединенным к нему исполнительным устройством, установлен в гнездо 23 для клапана на окружающей стене 24, у которой имеется фронтальная видимая поверхность 24а.

Фиг. 4 и 5 изображают установленный сантехнический клапан, причем рабочий элемент 10 находится в своем самоудерживающемся начальном положении В_А. При указанном начальном положении В_А передняя сторона 10 с рабочего элемента 10 в предпочтительном варианте расположена вровень с фронтальной видимой поверхностью 24а окружающей стены 24. При указанном начальном положении В_А фиксирующий/скользящий элемент 20 рабочего элемента 10 взаимодействует с фиксатором 15 таким образом, что соответствующий фиксирующий выступ 20а оказывается зацепленным за торцевую область 15а соответствующей осевой стенки 21. Такая фиксация не позволяет рабочему элементу 10 втянуться назад в осевом направлении относительно фиксирующего направляющего компонента 7, который в свою очередь соединен с осевым приводным элементом 3 клапана, и не имеет возможности двигаться в осевом направлении. Осевой приводной элемент 3 клапана в данном случае находится в положении, когда он максимально втянут в осевом направлении. При таком осевом положении фиксирующего направляющего компонента 7, препятствующее вращению устройство 22 также действует таким образом, что по меньшей мере один из блокирующих выступов 22b прилегает к одной из блокирующих стенок 22а, в результате чего случайный поворот фиксирующего направляющего компонента 7 надежным образом предотвращается. При начальном положении В_А рабочего элемента 10 поворотный направляющий механизм 17 не активен, поскольку ответный профиль 17b рабочего элемента 10 отведен в осевом направлении от скошенного профиля 17а фиксирующего направляющего компонента 7.

Когда пользователь выталкивает рабочий элемент 10 из начального положения В_А вперед вдоль оси, фиксирующий/скользящий элемент 20 рабочего элемента 10 начинает отцепляться от фиксатора 15, и ответный профиль 17b подходит к скошенному профилю 17а, в результате чего активируется поворотный направляющий механизм 17.

Фиг. 6 и 7 изображают ситуацию, когда рабочий элемент 10 находится в нажатом промежуточном положении между начальным положением В_А и передним конечным положением B_V, причем в указанном промежуточном положении фиксирующий/скользящий элемент 20а только что освободился от фиксатора 15, а ответный профиль 17b только что вошел в контакт со скошенным профилем 17а. В указанном промежуточном положении препятствующее вращению устройство 22 по-прежнему активно, поскольку рабочий элемент 10 еще не подошел в осевом направлении к своему переднему конечному положению B_V на заданное разрешенное расстояние. Поэтому, дальнейшее нажатие пользователем на рабочий элемент 10 вперед вдоль оси приводит к тому, что рабочий элемент 10 толкает фиксирующий направляющий компонент 7 вдоль оси вперед. В результате происходит осевое нажатие вперед на осевой приводной элемент 3 клапана, т.е. в направлении внутрь патрона 1 клапана, в результате чего активируется первая функция клапана. В данном случае это может быть, например, функция отсечки, посредством которой ранее закрытый клапан будет открыт.

Как только рабочий элемент 10 затем подойдет к своему переднему конечному положению B_V на заданное разрешенное расстояние, препятствующее вращению устройство 22 будет освобождено, и таким образом будет разрешено вращение фиксирующего направляющего компонента 7 относительно компонента 8 передачи вращения. С этой целью указанная по меньшей мере одна блокирующая стенка 22а заканчивается (в направлении оси вперед) на определенной высоте, за пределы которой выходит указанный по меньшей мере один блокирующий выступ 22b, когда рабочий элемент 10 подает фиксирующий направляющий компонент 7 вперед вдоль оси на соответствующее расстояние. После освобождения препятствующего вращению механизма 22, поворотный направляющий механизм 17 работает посредством своих скошенных поверхностей 17а, 17b, в результате чего фиксирующий направляющий компонент 7 поворачивается относительно рабочего элемента 10, который во вращение не приводится, благодаря своему жесткому (в отношении вращения) соединению с гильзой 8 передачи вращения.

Фиг. 8 и 9 изображают ситуацию, когда рабочий элемент 10 был переведен вдоль оси в свое переднее конечное положение B_V. Фиксирующий направляющий компонент 7 повернулся далее за пределы угла, который является достаточным, чтобы во время последующего осевого отведения рабочего элемента 10 фиксирующий/скользящий элемент 20 рабочего элемента 10 более не возвращался назад к фиксатору 15 для удержания рабочего элемента 10 в его начальном положении В_А, а заходил в осевую направляющую 16, которая смещена относительно фиксатора 15 в направлении вращения, при этом заход фиксирующего/скользящего элемента 20 в осевую направляющую 16 может сопровождаться дополнительным поворотом фиксирующего направляющего компонента 7, как показано в рассматриваемом примере, если сравнить фиг. 9 и 12. Этот дополнительный поворот осуществляется вместе с освобождением поворотного направляющего механизма 17 во время осевого отведения рабочего элемента 10, что приводит к тому, что скошенный профиль 17а фиксирующего направляющего компонента 7 соответственно поворачивается дополнительно относительно ответного профиля 17b рабочего элемента 10. Вследствие этого поворотный направляющий механизм 17 становится способным воздействовать на фиксирующий направляющий компонент 7, так чтобы снова вызвать дополнительный поворот при следующем осевом продвижении рабочего элемента 10.

Чтобы вызвать указанный дополнительный поворот, согласно изображенному примеру (см. фиг. 8 и 9), возможно, чтобы фиксирующий/скользящий элемент 20 во время осевого отведения рабочего элемента 10 поворачивал фиксирующий направляющий компонент 7, например, за счет соответствующей формы скоса на фиксирующем/скользящем элементе 20 с одной стороны, и на фиксаторе 15 или на торцевой области 15а осевой стенки, с другой стороны, на такой угол, чтобы фиксирующий/скользящий элемент 20 входил в осевую направляющую 16, как только происходит отпускание поворотного направляющего механизма 17, при этом препятствующее вращению устройство 22 по-прежнему находится в отпущенном состоянии. После этого смещающий элемент 9 может вытолкнуть рабочий элемент 10 в осевом направлении далее назад от фиксирующего направляющего компонента 7 и компонента 8 передачи вращения, при этом осевая направляющая 16 задает направление фиксирующему/скользящему элементу 20 или указанный элемент направляется или скользит в осевой направляющей 16, пока рабочий элемент 10 не достигнет своего заднего конечного положения B_R, как показано на фиг. 11 и 12.

Заднее конечное положение B_R может быть определено, например, как положение, при котором фиксирующий/скользящий элемент 20 рабочего элемента 10 приходит в контакт с концевым упором 25 осевой направляющей 16 на фиксирующем направляющем компоненте 7. Как можно видеть из фиг. 11, рабочий элемент 10 при своем заднем конечном положении B_R выступает на расстояние A_D (расстояние удобное для вращения рабочего элемента) относительно окружающей фронтальной поверхности 24а. Данное расстояние дает возможность пользователю захватить окружность рабочего элемента и вращать его, чтобы активировать или выполнять вторую функцию клапана. Путем выбора соответствующей длины осевой направляющей 16 фиксирующего направляющего компонента 7 может быть выбрано расстояние A_D так, чтобы оно имело подходящую величину, чтобы пользователь мог захватывать окружность рабочего элемента и вращать рабочий элемент 10 надежным и удобным образом, например, пальцами одной руки. Например, за счет данной второй функции клапана пользователь может изменять, например, плавно или, как вариант, ступенчато пропорцию смешивания двух жидкостей, например, холодной воды и горячей воды и/или изменять количество жидкости, подаваемой клапаном.

Если пользователь затем захочет снова перекрыть клапан или перевести рабочий элемент 10 в его начальное положение В_А, то пользователю будет необходимо просто нажать на рабочий элемент 10, перемещая его вдоль оси вперед снова в переднее конечное положение B_V. Это действие запускает первую функцию клапана, и таким образом, например, отсечку клапана, при этом за счет освобождения препятствующего вращению механизма 22 и активирования поворотного направляющего механизма 17 фиксирующий направляющий компонент 7 поворачивается дополнительно в свое следующее угловое положение относительно рабочего элемента 10 и компонента 8 передачи вращения. После того как пользователь отпустит рабочий элемент, рабочий элемент 10 снова перейдет в свое самоудерживающееся начальное положение В_А, при этом в результате дальнейшего поворота фиксирующего направляющего компонента 7 фиксирующий/скользящий элемент 20 рабочего элемента более не вернется обратно в осевую направляющую 16, а снова войдет в зацепление с фиксатором 15.

Как должно быть понятно из примеров вариантов осуществления изобретения, которые были изображены и рассмотрены выше, в настоящем изобретении предложено эффективное исполнительное устройство клапана, посредством которого клапан можно приводить в действие осевым управляющим перемещением для реализации первой функции клапана, и вращательным управляющим перемещением для реализации второй функции клапана при высоком уровне функционального удобства и функциональной надежности.

Применение указанного исполнительного устройства клапана предпочтительно для соответствующих сантехнических клапанов, однако таким же образом исполнительное устройство клапана может быть использовано совместно с любыми другими клапанами, в которых необходимо осевое управляющее перемещение для реализации первой функции клапана и вращательное управляющее перемещение для реализации второй функции клапана. Данному исполнительному устройству клапаном требуется только один рабочий элемент, выполненный с возможностью вращения и осевого перемещения, который пользователь может перемещать, как единое целое. При этом для реализации двух функций клапана нет необходимости в двух функциональных элементах, которые требуется перемещать независимо друг от друга.

Изобретение относится к исполнительному устройству клапана для приведения в действие клапана, предпочтительно сантехнического клапана, при осевом управляющем перемещении для осуществления первой функции клапана, предпочтительно функции отсечки, и при вращательном управляющем перемещении для осуществления второй функции клапана, в частности функции регулирования количества или функции смешивания, а также к сантехническому клапану, оснащенному таким исполнительным устройством. Согласно изобретению исполнительное устройство клапана содержит компонент (8) передачи вращения; рабочий элемент (10), который выполнен с возможностью комбинированного вращательного и осевого перемещения и имеет самоудерживающееся начальное положение, переднее конечное положение, находящееся в осевом направлении впереди начального положения, и самоудерживающееся заднее конечное положение, находящееся в осевом направлении позади начального положения, причем за счет продвижения рабочего элемента в переднее конечное положение активируется первая функция клапана, а за счет поворота рабочего элемента активируется вторая функция клапана; упругий смещающий элемент (9), выполненный с возможностью смещения рабочего элемента вдоль оси в направлении заднего конечного положения; фиксирующий направляющий компонент (7), выполненный с возможностью соединения с осевым приводным элементом клапана неподвижно в отношении осевого перемещения, но с возможностью вращательного движения, и содержащий фиксатор (15), смещенный в направлении вращения, для удержания рабочего элемента в начальном положении, и осевую направляющую (16), обеспечивающую возможность осевого перемещения рабочего элемента в направлении заднего конечного положения, и направляющий механизм (17), функционально расположенный между рабочим элементом и фиксирующим компонентом для поворота фиксирующего компонента во время продвижения рабочего элемента в направлении его переднего конечного положения. Сферой применения изобретения могут, например, являться сантехнические клапаны для регулирования количества или смесительные клапаны. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Исполнительное устройство клапана для приведения в действие клапана, предпочтительно сантехнического клапана, при осевом управляющем перемещении для осуществления первой функции клапана, предпочтительно функции отсечки, и при вращательном управляющем перемещении для осуществления второй функции клапана, предпочтительно регулирования количества или функции смешивания, содержащее:

- компонент (8) передачи вращения, выполненный с возможностью соединения с поворотным приводным элементом клапана;

- рабочий элемент (10), выполненный с возможностью комбинированного вращательного и осевого перемещения и являющийся средством взаимодействия с пользователем, при этом рабочий элемент соединен с компонентом передачи вращения неподвижно в отношении вращательного движения и с возможностью осевого перемещения и имеет самоудерживающееся начальное положение (В_А), переднее конечное положение (B_V), находящееся в осевом направлении впереди начального положения, и самоудерживающееся заднее конечное положение (B_R), находящееся в осевом направлении позади начального положения, причем предусмотрена возможность, за счет его продвижения в переднее конечное положение, активации первой функции клапана, и, за счет его поворота, активации второй функции клапана;

- упругий смещающий элемент (9), выполненный с возможностью смещения рабочего элемента вдоль оси в направлении заднего конечного положения;

- фиксирующий направляющий компонент (7), выполненный с возможностью соединения с осевым приводным элементом клапана неподвижно в отношении осевого перемещения и с возможностью вращательного движения, и содержащий фиксатор (15), смещенный в направлении вращения, для удержания рабочего элемента в начальном положении, и осевую направляющую (16), обеспечивающую возможность осевого перемещения рабочего элемента в направлении заднего конечного положения, и

- поворотный направляющий механизм (17), функционально расположенный между рабочим элементом и фиксирующим направляющим компонентом для поворота фиксирующего направляющего компонента во время продвижения рабочего элемента в направлении переднего конечного положения.

2. Исполнительное устройство клапана по п. 1, отличающееся тем, что фиксирующий направляющий компонент выполнен в виде фиксирующей направляющей гильзы (7а), содержащей боковую поверхность (19) гильзы, на которой выполнены фиксатор и осевая направляющая, с которыми взаимодействует по меньшей мере один соответствующий фиксирующий/скользящий элемент (20) рабочего элемента.

3. Исполнительное устройство клапана по п. 2, отличающееся тем, что фиксатор сформирован посредством торцевой области (15а) по меньшей мере одной осевой стенки (21), которая выступает радиально от боковой поверхности гильзы, и/или осевая направляющая сформирована посредством по меньшей мере одной осевой выемки (16а) на боковой поверхности гильзы.

4. Исполнительное устройство клапана по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что фиксирующий направляющий компонент выполнен в виде фиксирующей направляющей гильзы (7а), у которой на торцевой поверхности имеется скошенный профиль (17а) в качестве части поворотного направляющего механизма, относящейся к фиксирующему компоненту, а рабочий элемент имеет ответный профиль (17b), взаимодействующий со скошенным профилем, в качестве части поворотного направляющего механизма, относящейся к рабочему элементу.

5. Исполнительное устройство клапана по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что фиксирующий направляющий компонент выполнен в виде фиксирующей направляющей гильзы (7а), а компонент передачи вращения выполнен в виде гильзы (8а) передачи вращения, которая расположена соосно фиксирующей направляющей гильзе.

6. Исполнительное устройство клапана по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что между фиксирующим направляющим компонентом и компонентом передачи вращения предусмотрено препятствующее вращению устройство (22), обеспечивающее возможность вращения фиксирующего направляющего компонента относительно компонента передачи вращения только в случае, когда осевое расстояние рабочего элемента от его переднего конечного положения становится меньше заранее заданного разрешенного расстояния.

7. Исполнительное устройство клапана по п. 6, отличающееся тем, что препятствующее вращению устройство содержит по меньшей мере одну проходящую в осевом направлении блокирующую стенку (22а), которая выступает радиально от компонента передачи вращения, и по меньшей мере один блокирующий выступ (22b), выступающий радиально от фиксирующего направляющего компонента и выполненный с возможностью соответствующим образом взаимодействовать с указанной блокирующей стенкой.

8. Сантехнический клапан, обладающий функцией отсечки и функцией регулирования количества или функцией смешивания, содержащий:

- патрон (1) клапана, содержащий поворотный приводной элемент (2) для реализации функции регулирования количества или функции смешивания и осевой приводной элемент (3) для реализации функции отсечки, и

- исполнительное устройство клапана по любому из пп. 1-7, присоединенное к патрону клапана.