Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СМЕСИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН, ИМЕЮЩИЙ ПАТРОН ШАРОВОГО КЛАПАНА И ЭЛЕМЕНТ НИЖНЕГО ВКЛАДЫША - Патент РФ 2128797
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СМЕСИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН, ИМЕЮЩИЙ ПАТРОН ШАРОВОГО КЛАПАНА И ЭЛЕМЕНТ НИЖНЕГО ВКЛАДЫША
СМЕСИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН, ИМЕЮЩИЙ ПАТРОН ШАРОВОГО КЛАПАНА И ЭЛЕМЕНТ НИЖНЕГО ВКЛАДЫША

СМЕСИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН, ИМЕЮЩИЙ ПАТРОН ШАРОВОГО КЛАПАНА И ЭЛЕМЕНТ НИЖНЕГО ВКЛАДЫША

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение предназначено для регулирования расхода и температуры смеси горячей и холодной воды. Смесительный клапан арматуры содержит корпус из нижнего базового элемента и крышки, вкладыша с подвижным элементом клапана. В нижнем базовом элементе выполнены впускные проходы для холодной и горячей воды и выпускной проход. Последние сообщены с соответствующими впускными и выпускными каналами в базовом элементе. Подвижный элемент клапана расположен с возможностью взаимодействия с впускными каналами для регулирования расхода и температуры смеси жидкости. В крышке выполнено сквозное отверстие для размещения управляющего штока подвижного элемента клапана. Полость в нижнем базовом элементе корпуса выполнена в форме цилиндра с плоским основанием. Корпус снабжен" верхним корпусным элементом в виде патрона, расположенного над вкладышем. В верхней части патрона выполнено верхнее отверстие для прохождения через него управляющего штока. В нижней его части - нижнее отверстие. В последнем размещен подвижный элемент клапана с возможностью расположения его нижней части в выемке вкладыша для взаимодействия с впускными каналами. Патрон снабжен средством для закрепления с возможностью ограниченного перемещения подвижного элемента клапана относительно патрона. Патрон выполнен с уплотнительной опорной поверхностью вокруг верхнего отверстия. На уплотнительной опорной поверхности установлена уплотнительная прокладка с возможностью уплотнения подвижного элемента клапана. В результате такого выполнения облегчается сборка и разборка смесительного клапана. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2128797
Класс(ы) патента: F16K11/087, F16K11/076
Номер заявки: 96108833/06
Дата подачи заявки: 07.10.1994
Дата публикации: 10.04.1999
Заявитель(и): Маско Корпорейшн (US)
Автор(ы): Альфонс Кнапп (DE)
Патентообладатель(и): Маско Корпорейшн (US)
Описание изобретения: Изобретение относится к смесительному клапану для вентиля, включающему в себя подвижный элемент клапана, расположенный в патроне, и более конкретно - к элементу шарового клапана, размещенному в патроне.
Одноручечные вентили, обычно называемые смесительными клапанами, которые управляют потоком и холодной и горячей воды, нашли широкое одобрение потребителей. Эти вентили обычно конструируют таким образом, что ручку или кнопку можно перемещать в двух различных направлениях с целью регулирования смеси горячей и холодной воды и регулирования объема расхода.
К двум основным типам смесительных клапанов, которые нашли самое широкое коммерческое признание, относятся тарельчатые клапаны и шаровые клапаны. Хотя шаровые клапаны имеют надежную компактную конструкцию, имеющую большой срок службы, тарельчатые клапаны имеют приводной механизм, который позволяет перемещать ручку в двух желаемых направлениях, гораздо шире принятых потребителями. Желательное перемещение ручки учитывает орбитальное движение ручки относительно неподвижной продольной оси корпуса клапана и качающееся, то есть поворотное, движение относительно подвижной горизонтальной оси относительно корпуса клапана. Горизонтальная ось расположена перпендикулярно продольной оси корпуса клапана и неподвижно относительно ручки так, что она перемещается относительно корпуса, когда ручку вращают вокруг неподвижной продольной оси. Одна отличительная особенность этого типа перемещения ручки состоит в том, что, когда ручку поворачивают в выключенное положение, требуемое соотношение смеси горячей и холодной воды может восприниматься местоположением ручки так, что, когда вентиль возвращают во включенное положение, через него течет такая же смесь горячей и холодной воды.
В последнее время разработали шаровые клапаны, которые позволяют приводить в действие ручку таким же образом, как и в обычно принятых смесительных клапанах тарельчатого типа. Некоторые из этих смесительных клапанов шарового типа требуют введения другой подвижной детали в виде поворотной пластины, смонтированной над элементом шарового клапана. Более того, эти шаровые клапаны объединили с тарельчатыми устройствами, которые можно располагать с возможностью регулирования вокруг отверстия крышки, через которое ручка управляет шаровым клапаном с целью ограничения общей скорости потока. В качестве альтернативы или дополнительно эти ограничивающие устройства ограничивают максимальное соотношение горячей воды и холодной воды и, следовательно, максимальную температуру смешанной воды на выходе.
В вышеупомянутой конструкции шарового клапана имеются различные недостатки. В частности, шаровой элемент клапана монтируют между высокоэластичными уплотнениями впускных каналов, расположенными вокруг впускных каналов корпуса клапана и уплотняющей прокладкой, которая смонтирована под крышкой или грибком клапана. Высокоэластичные уплотнения каналов и прокладка прогибаются и придают плавающие характеристики шаровому элементу клапана между корпусом и грибком клапана. В клапане отсутствует механизм принудительного фиксатора или искателя, который надежно располагал бы шаровой клапан на месте. Вследствие того, что шаровой клапан может перемещаться поступательным образом относительно высокоэластичных элементов, оператор при оперировании ручкой может также перемещать ручку маленькими приращениями в любом направлении, включая направления, не предполагаемые в конструкции смесительного клапана. Это нежелательное движение создает неприятное пружинящее ощущение в работе ветиля и неуверенность оператора в отношении правильной работы вентиля. Более того, пружинящее ощущение ручки вызывает ощущение, что ручка неустойчивая и неправильно установлена.
Верхняя уплотняющая прокладка обеспечивает три функции. Во-первых, она уплотняет относительно утечки воды вокруг шарика. Во-вторых, ее наружная периферия уплотняет относительно внутренней поверхности корпуса с целью предотвращения утечки. В-третьих, прокладка упруго располагает шарик вниз относительно уплотнений впускных клапанов. В результате этого из-за своей массы и формы прокладка представляет собой дорогостоящий элемент. Для получения плавной работы высокоэластичная уплотняющая прокладка имеет тонкий слой тетрафторэтилена, который соприкасается с шаровыми клапаном для снижения износа по сравнению с непосредственным соприкосновением высокоэластичного материала с шаровым элементом.
Чтобы уменьшить плавающее ощущение, во многих смесительных клапанах шарового типа используют регулировочное кольцо. Регулировочное кольцо регулируемым образом ввинчивают с помощью резьбы в грибок клапана. Регулировочное кольцо прижимает уплотняющую прокладку вниз к шаровому элементу клапана, который, в свою очередь, прижимается к уплотнениям впускных каналов. Нижнее расположение уплотняющей прокладки и шарового элемента клапана снижает нежелательное перемещение, но не устраняет его. Более того, сочетание регулировочного кольца с известной прокладкой увеличивает стоимость и сложность смесительного клапана. Увеличенное давление, создаваемое на уплотняющей прокладке, изнашивает прокладку. По мере увеличения износа и истирания необходимо неоднократно регулировать регулировочное кольцо, чтобы восстановить давление на прокладку с целью уплотнения и обеспечения ручке рабочей упругости, которая поддерживает ее в устойчивом положении относительно гравитационных сил, действующих на ручку вентиля.
Другая шаровая конструкция, которая подражает требуемому движению ручки известных тарельчатых клапанов, раскрыта в публикации заявителя настоящей заявки РСТ N WO 92/22765, опубликованной 23 декабря 1992 года, которая включает горизонтальный штифт, идущий через шаровой клапан с целью расположения шарика в корпусе. Эта конструкция фактически устраняет плавающее или пружинящее ощущение во время работы вентиля с шаровым клапаном.
Патроны элементов клапана и уплотнения также имеют коммерческий спрос. Известные патроны включают подвижную и неподвижную пластины. Патрон можно легко вынимать и заменять другим, чтобы осуществлять легкий ремонт вентиля. После выключения подачи воды вентиль просто открывают и патрон легко заменяют. Этот тип ремонта можно выполнять без необходимости вмешательства квалифицированного рабочего.
Тарельчатые клапаны часто вставляют в корпус патрона. Однако шаровые клапаны не поддаются конструированию в виде патрона. Во-первых, плавающий характер традиционного шарового клапана требует, чтобы любой патрон полностью окружал и захватывал шаровой клапана, в противном случае шаровой клапан просто выпадет из основания патрона. Во-вторых, компактный характер конструкции шарового клапана выходит за пределы небольшой камеры для включения патрона. Введение традиционных патронов, которые вмещают и захватывают шарик в корпусе вентиля, требует, чтобы корпус был сделан более высоким для обеспечения дополнительной высоты, необходимой для размещения патрона.
Более того, традиционные патроны препятствуют ремонту изношенных высокоэластичных уплотнителей. В патроне располагают подвижный элемент клапана и неподвижные детали клапана, которые часто включают в себя высокоэластичные уплотнения каналов. Большая часть изнашивания и получающаяся утечка в вентиле происходит из-за неоднократного перемещения движущегося элемента клапана по высокоэластичным уплотнениям каналов. Вследствие того, что уплотнения вставлены в патрон, заменяют весь патрон, включая замену большого количества элементов патрона, которые все еще имеют длительный срок службы. Однако желание исключить изнашивание компенсируется необходимостью упростить операцию ремонта. Более того, многие патроны собирают окончательно и не позволяют демонтировать их.
Наиболее близким к настоящему изобретению является смесительный клапан арматуры, содержащий корпус, состоящий из нижнего базового элемента и крышки, и расположенный в полости нижней части нижнего базового элемента корпуса вкладыш с подвижным элементом клапана, размещенным в выемке вкладыша, причем в нижнем базовом элементе выполнены впускные выпускные проходы для выдачи горячей и холодной воды и выпускной проход, сообщенные с полостью, а во вкладыше выполнены соответствующие впускные и выпускные каналы, сообщенные с впускными и выпускными каналами в базовом элементе, а подвижный элемент клапана расположен с возможностью взаимодействия с впускными каналами для регулирования расхода и температуры смеси жидкости, проходящей через каналы, кроме этого, в крышке выполнено сквозное отверстие, а подвижный элемент клапана снабжен управляющим штоком, соединенным с ним и проходящим через сквозное отверстие в крышке (PCT WO 91/05967 A1, F 16 H 11/087, 02.05.91).
Даже в случае использования таких клапанов, которые можно демонтировать, их преимущества могли бы утрать силу, если бы их можно было разбирать на составные части. Подвижный элемент клапана выпадает и потом его часть нельзя снова установить в нужной ориентации. Эта неправильная установка может легко происходить в случае симметричных тарельчатых клапанов и шаровых клапанов, которые в своей основе симметричные. Для избежания монтажа некоторых шаровых клапанов в патроне с неправильной ориентацией требуется хорошо знающий и опытный специалист.
Необходимо, чтобы патрон шарового клапана для смесительного клапана, вмещающий верхние уплотняющие элементы, которые уплотняют от утечки во внешнюю часть корпуса, и устанавливающий шаровой элемент клапана, позволял осуществлять доступ к высокоэластичным уплотнениям каналов вокруг впускных каналов. Необходимо также, чтобы патрон вмещал подвижный шаровой элемент клапана и позволял шаровому клапану при работе сцепляться с вкладышем вентиля, имеющим два сквозных впускных отверстия клапана, который устанавливается в корпусе вентиля. Необходимо также, чтобы узел патрона шарового клапана можно было открывать для обеспечения доступа к высокоэластичным уплотнителям, удерживая в то же время патроном шарового клапана в смонтированном и установленном положении.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения смесительный клапан для жидкостей имеет шаровой клапан, поворотным образом смонтированный в служащей вместилищем клапана полости корпуса. Полость находится в жидкостном сообщении с множеством впускных каналов и, по меньшей мере, с одним выпускным каналом. Шаровой клапан имеет, по меньшей мере, частично сферическую поверхность и множество впускных отверстий на поверхности. Отверстия взаимодействуют с каналами с целью управления потоком жидкости по каналам. Корпус клапана имеет отверстие. В шаровом клапане имеется управляющий шток, проходящий через упомянутое отверстие.
Шаровой клапан поворотным образом прикреплен к корпусу патрона. Смесительный клапан имеет полость, имеющую такие размеры, чтобы разместить корпус патрона. Патрон имеет нижнее отверстие, через которое выступает шаровой элемент клапана с целью взаимодействия с выпускными каналами таким образом, что шаровой элемент клапана непосредственно упирается в высокоэластичные уплотнения впускных каналов, находящиеся на нижнем по потоку конце впускных каналов.
В соответствии с другим аспектом изобретения смесительный клапан вентиля имеет элемент клапана, подвижным образом прикрепленный к корпусу патрона, который вставлен в полость корпуса вентиля. В корпусе вентиля имеется множество впускных каналов и выпускной канал, находящиеся в жидкостном сообщении с полостью. Подвижный элемент клапана выступает через нижнее отверстие в патроне с целью взаимодействия с впускными каналами. Подвижный элемент клапана взаимодействует с впускными каналами с целью управления потоком жидкости как в отношении расхода, так и в отношении температуры смеси, проходящей через каналы.
В соответствии с другим аспектом изобретения корпус вентиля включает в себя нижний базовый элемент, узел крышки и вкладыш гнезда клапана, устанавливаемый в нижнем базовом элементе. Во вкладыше имеются проходящие через него впускные каналы и опорные поверхности высокоэластичных уплотнений каналов на нижнем по потоку конце. Выпускной канал также предпочтительно проходит через вкладыш. Вкладыш предпочтительно изготавливают из формуемой пластмассы. Вкладыш предпочтительно снабжен удерживающим устройством, которое удерживает его установленным в корпусе вентиля.
В альтернативном варианте вкладыш можно крепить в патроне с возможностью изъятия так, что достигается внешний вид обычно блокирующего узла патрона. Однако, когда вынимают вкладыш, сохраняется целостность подвижного элемента клапана, прикрепленного к патрону, обеспечивая тем самым доступ к высокоэластичным уплотнениям каналов.
В этом виде элемент клапана вводят в патрон клапана без необходимости увеличения общей высоты корпуса клапана. Более того, уплотнение, которое предотвращает утечку вокруг подвижного элемента клапана, и патроны могут иметь минимальный размер и вес, потому что верхнее прокладочное уплотнение больше не выполняет двойную функцию смещения и позиционирования подвижного элемента клапана относительно уплотнений впускных клапанов.
Далее ссылка сделана на прилагаемые чертежи.
Фиг. 1 представляет сегментированный вид в вертикальной проекции смесительного клапана, иллюстрирующий один вариант изобретения.
Фиг. 2 представляет смесительный клапана в разобранном виде, показанный на фиг. 1.
Фиг. 3 представляет частичный вид поперечного разреза по линии 3-3 показанного на фиг. 1 элемента патрона.
Фиг. 4 представляет фрагментарный вид в поперечном разрезе по линии 4-4 фиг. 2, дополнительно иллюстрирующий элемент вкладыша.
Фиг. 5 представляет вид снизу показанного на фиг. 2 патрона.
Фиг. 6 представляет вид сверху показанного на фиг. 2 корпуса патрона.
Фиг. 7 представляет вид в поперечном разрезе показанной на фиг. 1 прокладки в ненагруженном состоянии.
Фиг. 8 представляет сегментированный вид альтернативного варианта, иллюстрирующий узел патрона, включающий в себя видоизмененный вкладыш, прикрепленный к видоизмененному патрону.
На фиг. 1, 2 и 4 видно, что смесительный клапана 10 включает в себя корпус клапана 12, который образован из нижнего базового элемента 14 и узла крышки 16. Полость в нижнем базовом элементе выполнена в форме цилиндра 22 с двумя впускными проходами 18 и 19 в плоском основании 33 для холодной и горячей воды и выпускным проходом 20 через боковую цилиндрическую стенку 21 для прохождения смешанной воды из полости 22.
Вокруг нижнего базового элемента 14 уплотняющим и скользящим образом смонтирован обычный трубчатый стакан 17, который образует кольцевую камеру 15, находящуюся в жидкостном сообщении с выпускным проходом 20. Выпускное отверстие 25 подсоединено к стакану и находится в жидкостном сообщении с кольцевой камерой 15 через отверстие 13 в стакане 17. Узел крышки 16 включает в себя элемент 31 с резьбой, навинченный на базовый элемент 14. На элементе 31 расположен косметический стакан 11.
Нижний базовый элемент 14 установлен с вкладышем 44. Вкладыш имеет соответственные впускные каналы 45 и 46, которые выравнивают с впускными проходами 18 и 19. Верхние по потоку концы впускных каналов 45 и 46 представляют собой встречные рассверленные участки для установки колец 47 с круглым поперечным сечением на верхнем по потоку конце. Кольца 47 с круглым поперечным сечением осуществляют уплотнение относительно конца проходов 18 и 19 с целью обеспечения соединения для свободного протекания между проходом 18 и каналом 45 и между проходом 19 и каналом 46. Нижние по потоку концы каналов 45 и 46 представляют собой встречные просверленные отверстия, предназначенные для образования гнезда для двух смещающих пружин 45, которые смещают трубчатые высокоэластичные уплотняющие элементы 49 к шаровому элементу 24 клапана. Диаметр сквозных отверстий равен примерно 6,5 мм. Нижние по потоку концы каналов 45 и 46 расположены примерно под углом 40o вверх от нижней точки 51 вогнутым образом образованной полусферической полости 50. Более того, каналы 45 и 46 расположены по окружности примерно на 15o от просверленного отверстия и позади плоскости, если измерять от вертикальной оси 28.
Выпускной канал 52 идет вниз от полусферической выемки 50 и через боковую стенку 55 вкладыша, который должен иметь возможность выравниваться с проходом 20 базового элемента 14. Верхняя стенка 53 может иметь выступ или шпонку 54.
Вкладыш 44 изготавливают из легко формуемого пластмассового материала. Формование пластмассового вкладыша 44 обеспечивает быстрый способ образования изогнутых и наклонных каналов 45 и 46. Даже если вкладыш 44 изготовлен из металла, легкая доступность каналов 45, 46 и 52 обеспечивает более высокую конструктивную гибкость и легкость изготовления каналов 45, 46 и 52 по сравнению с предыдущими вентилями, когда каналы 45, 46 и 52 образуют непосредственно в нижнем базовом элементе 14.
Полусферическая выемка 50 клапана имеет такой размер, чтобы в него входил шаровой элемент 24 клапана, который размещают в патроне 26. Крышка 16 крепит патрон 26 в полости 22. Базовый элемент 14 имеет вертикальный фланец с буртиком 70, содержащий шпоночную канавку 71, в которую входит шпонка 72 элемента 56 корпуса патрона с целью правильного ориентирования патрона 26 в смесительном клапане 10. Как показано на фиг. 5, в нижней кромке 77 патрона имеется отверстие 73 для размещения шпонки 54 вкладыша 44 так, что вкладыш 44 вращательным образом выравнивают в его правильном положении.
Шаровой элемент 24 клапана имеет по существу сферическую поверхность 29 клапана со сквозными впускными отверстиями 30 и 32 для холодной воды, впускными отверстиями 34 и 36 для горячей воды и выпускным отверстием 38. Форма поверхности 29 по существу дополняет вогнутое очертание выемки 50. Отверстия 30 и 32 взаимодействуют с впускным каналом 46 для холодной воды, отверстия 34 и 36 взаимодействуют с впускным каналом 46 для горячей воды, а впускное отверстие 38 взаимодействует с выпускным каналом 52 с целью регулирования соотношения смешивания воды и скорости расхода, то есть объема общей воды в единицу времени, выводя его из двух впускных каналов 45 и 46 в выпускной канал 52.
В узле крышки 16 имеется сквозное отверстие 40. Крышка 16 расположена таким образом, что продольная ось 28 корпуса 12 клапана проходит через отверстие 40. В элементе 56 корпуса патрона имеется верхнее отверстие 58, выровненное под отверстием 40.
К шаровому элементу 24 клапана неподвижно подсоединен управляющий шток 42. Управляющий шток 42 проходит через отверстие 40. Этот шток 42 сконструирован так, чтобы его можно было прикрепить к ручке вентиля 43 обычным способом.
Шаровой элемент 24 клапана поворотным образом подсоединен к элементу 56 корпуса патрона. Элемент 56 корпуса можно изготавливать из известного пластмассового материала, подходящего для применения в вентилях. Шаровой элемент 24 клапана имеет также цилиндрический штифт 60, идущий насквозь, отдаленные концы 62 которого проходят во внешнюю часть шаровой поверхности 29 клапана. Отверстия 61 имеют такие размеры, чтобы в них скользящим образом входил штифт 60. Штифт 60 пересекает центр 66 шарового клапана 24 и расположен перпендикулярно управляющему штоку 42. Как более подробно описано ниже, штифт можно приваривать на месте к шаровому элементу 24 клапана.
Каждый отдаленный конец 62 расположен в идущей по окружности прорези 68, образованной в корпусе 56 патрона. Как показано на фиг. 3, центральная ось каждой прорези 68 расположена в плоскости 69, перпендикулярной оси 28. Вследствие того, что концы 62 имеют цилиндрическую форму, они имеют круглое поперечное сечение, которое позволяет им поворачиваться в прорезях 68 относительно оси 75, которая перпендикулярна оси 28.
Кольцевые концы 74 прорезей 68 образуют стопорные заплечики 76 для отделенных концов 62. Прорези 68 имеют такие вертикальные размеры, чтобы образовать лишь достаточный зазор для обеспечения возможности скользящего перемещения концов штифта 62 в прорези 68. Желательно, чтобы между прорезью 68 и концами 62 не было вертикального промежутка.
Шаровой элемент клапана 24 имеет нижний участок 90 сферической поверхности 29 клапанного устройства, выступающий через конец 92 большого нижнего отверстия корпуса 56 патрона. Выступающий участок 90 представляет существенную часть шарика. Примерно почти половина сферической поверхности 29 клапанного устройства выступает под нижним отверстием 92 патрона в полость 50 вкладыша 44, как ясно видно на фиг. 1, 3 и 8. Поверхность 29 клапанного устройства с отверстиями 30, 32, 34 и 36 при работе опирается на смещаемые пружинами уплотняющие элементы 49 во вкладыше 44.
Верхний участок 99 шарового элемента 24 размещен во внутренней камере 101 корпуса 56 патрона, определяемого отчасти идущей от внутренней части цилиндрической стенкой 103. Внутренняя часть камеры 101 находится в жидкостной связи с выемкой 50 вкладыша 44.
Кольцевая опорная поверхность 94 прокладки расположена вокруг верхнего отверстия 58 и лицевой поверхности шарового элемента 24 внутри камеры 101. Кольцевая опорная поверхность 94 прокладки скошена так, что ее внутренняя периферия 95 расположена выше наружной периферии 96. Идущий вниз заплечик или буртик 97 идет вертикально у внутренней периферии. Кольцеобразное прокладочное уплотнительное кольцо 96 смонтировано в корпусе 56 патрона напротив опорной поверхности 94 так, что оно устанавливается при предварительной нагрузке таким образом, что его внутренняя периферия 100 изгибается и становится выше наружной периферии 102. Как показано на фиг. 7, прокладочное уплотнительное кольцо 98 имеет четыре закругленных периферических выступающих участка, то есть четыре вершины 104, 106, 108 и 109. Каждая вершина 104, 106, 108 и 109 разнесена по окружности примерно на 90o от соседней вершины вокруг центральной кольцевой оси 105 прокладки. Вершины 104 и 108 расположены напротив друг друга под углом примерно 180o. Аналогичным образом разнесены друг от друга на 180o вершины 106 и 109. Одна из вершин 104, расположенная в нижнем месте внутреннего диаметра на прокладке, опирается на шаровой элемент 24 клапана и обеспечивает уплотнение между ними от утечки воды. Соответственно расположенные на верхнем внутреннем и наружном диаметрах вершины 106 и 108 опираются на скошенную опорную поверхность 94 при расположении вершины 106 внутреннего диаметра выше вершины 108 наружного диаметра, как показано на фиг. 3 и 8. Прокладочное уплотнительное кольцо 98 показано на фиг. 7 в ненагруженном положении, где вершины 106 и 108 выравнены в горизонтальном отношении. Верхний участок 99 шаровой поверхности 29, который опирается на прокладочное кольцо 98, отполирован до соответственной гладкости с целью обеспечения правильного уплотнения прокладкой.
Наружная периферия 110 корпуса 56 патрона имеет кольцевую канавку 111, в которой устанавливают кольцо 112 с круглым поперечным сечением. Кольцо 112 с круглым поперечным сечением имеет такой размер, чтобы уплотнять верхнюю периферию 110 патрона с полостью 22 в нижнем базовом элементе 14 корпуса 12. Качание управляющего стержня вдоль плоскости, содержащей продольную ось 28, поворачивает шаровой элемент 24 клапана относительно оси качания 75 независимо от положения поворота шарового элемента клапана относительно оси 28. Более того, отдаленные концы 62 могут скользить вдоль прорезей 68, чтобы дать возможность шаровому элементу 24 клапана поворачиваться вокруг оси 28, когда управляющий стержень 42 качается относительно продольной оси 28.
Вращение шарового элемента 24 клапана относительно оси 28 прекращается положением стопорных элементов 76, которые опираются на отдаленные концы 68. Смесительные клапаны, имеющие различные применения, могут иметь различные углы поворота, устанавливаемые кольцеобразным позиционированием стопорных заплечиков 76.
Как показано, поворот шарового элемента 24 клапана регулирует соотношение смеси и, таким образом, температуры выпускаемой смешанной воды.
В качестве альтернативы или дополнительно к стопорным заплечикам 76 поворот шарика вокруг оси 28 может также ограничиваться посредством идущих в радиальном направлении кромок 80, 82, 84 и 86 верхнего отверстия 115 в шаблоне 120, который установлен в верхней выемке 122 относительно отверстия 58 в корпусе 56 патрона, как показано на фиг. 6. Выемка 122 окружена кольцеобразным удерживающим кольцом 125. Шток 42, когда он упирается в кромки 80-86, предотвращается от дальнейшего перемещения за пределы соответственных кромок. Кромки 80 и 82 определяют ограничение холодной воды, а кромки 84 и 86 определяют ограничение горячей воды. Кромки 80-86 позволяют шарику поворачиваться вокруг вертикальной оси 28 примерно на угол 90o.
Верхнее отверстие 58 имеет кольцевые кромки 88 и 89, которые управляют степенью качания относительно оси 75 штифта 60 от выключенного положения к полностью выключенному положению соответственно.
Патрон собирают с правильно установленными прокладками 98 и 112. Затем шаровой элемент 24 клапана располагают относительно прокладки 98 и слегка прижимают с целью смещения прокладки 98. После этого штифт 60 пропускают через прорези 68 и отверстия 61 в поверхности 29 шарика. Смещение прокладки 98 на шарике 24 обеспечивает фрикционную посадку концов штифта 62 на нижнюю поверхность 67 каждой прорези 68, что предотвращает выпадение штифта 60. Затем шаблон 120 помещают в выемке 122. Шаблон 120 имеет наружный фланец 123, который можно устанавливать в выемке 122 либо прижимным, либо зажимным способом. Можно также видеть, что шаблон 120 можно отливать за одно целое с элементом корпуса 56. Собранный патрон 26 представляет собой автономный узел, который можно покупать отдельно в качестве сменной детали для последующей повторной установки в смесительный клапан 10 вентиля.
Собранный патрон 26 размещают в полости 22 корпуса 14 вентиля. Прорезь 72 правильно располагает патрон 27 в полости, а выступ 130 правильно располагает в вертикальном отношении патрон 26 на соответствующем выступе 132 в базовом элементе 14. Затем на вертикальной фланец 70 навинчивают крышку 16 с расположенным между патроном 26 и крышкой 16 нагруженным пружиной волнистым кольцом для смещения вниз патрона 26 к выступу 132.
Минимальный зазор между концами 62 штифта 60 и прорезями 68 в вертикальном направлении предотвращает вертикальное смещение шарового элемента 24 клапана относительно корпуса 12 клапана и корпуса 56 патрона. Следовательно, управляющий стержень не имеет никакой неустойчивости и не представляет оператору ощущения упругости, когда он поворачивает шарик по его двум предписанным поворотным направлениям.
Вкладыш 44 после его установки в нижний базовый элемент 24 обычно не требует своего изъятия. При необходимости проведения ремонта или замены высокоэластичных уплотнений 49 снимают ручку 43, узел крышки 16 и поднимают в осевом направлении патрон 26 из нижнего базового элемента для отделения от вкладыша 44 и открывания уплотнений 49. После этого можно заменить уплотнения 49 и пружины 48. После ремонта или замены вновь устанавливают патрон 26, узел крышки 16 и ручку 43.
Фактически заменяют только те детали, которые необходимо заменить, обычно только высокоэластичные уплотнения 49, сохраняя в то же время преимущества легкой сборки и разборки узла патрона вентиля. Во вкладыше 44 можно не обязательно обеспечивать устройства уменьшения шума. Во вкладыше 44 могут находиться также детали 45 и 46, изогнутые и расположенные для реверсирования подачи горячей и холодной воды, когда трубопроводы горячей и холодной воды находятся в реверсированном положении. Это часто происходит, когда имеется так называемая установка вплотную двух соседних душевых кабин или ванных комнат.
В альтернативном варианте, как показано на фиг. 8, детали, аналогичные деталям, описанным для первого варианта, имеют одинаковые ссылочные позиции. Вкладыш 44 предварительно прикрепляют к элементу 56 корпуса патрона с целью образования полного по внешнему виду узла патрона 126. Выступы 154 идут вверх от верхнего конца 53 и съемным образом установлены с зажимом в имеющие дополнительные формы канавки 173 в корпусе 56 патрона с целью как правильного ориентирования вкладыша 44 элементом 56 корпуса, так и для поддержания собранного узла патрона 126. Можно предварительно собирать весь узел патрона 126 и устанавливать в полость 22 нижнего базового элемента, как устанавливают обычный патрон.
Если необходимо произвести замену, то из нижнего базового элемента 14 изымают весь узел патрона 126. Выступы 154 можно изгибать с целью расцепления, чтобы обеспечить возможность изъятия в осевом направлении вкладыша 44 из патрона 26 и обеспечения доступа к высокоэластичным уплотнениям 49 и пружинам 48.
Однако в отличие от обычных патронов, когда элемент вкладыша 44 изымают из узла патрона 126, патрон 26 остается целым, в котором остается смонтированным в рабочем положении подвижный шаровой элемент 24 клапана, и не выпадает из корпуса 56.
Сразу же после выполнения замены пружины 48 и уплотнений 49 теперь снова можно установить с зажатием вкладыш 44 в патрон 26 с целью образования узла 126 патрона. Узел 126 патрона снова устанавливают в полости 22. После этого для завершения ремонта вновь устанавливают узел крышки 16 и ручку 43.
В этом варианте как узел 126 патрона, так и патрон 26 могут быть автономными узлами, которые можно покупать в виде сменных деталей для последующей установки в смесительный клапан 10 вентиля.
Исключается необходимость в большом эластичном смещающем регулировочном кольце, предназначенном для прижатия шарика 24 к смещаемым пружинам уплотняющим элементом 25. Прокладочное уплотнительное кольцо 98 функционирует просто так, чтобы предотвратить утечку между шаровым элементом 24 клапана и корпусом 56 патрона. Кольцо с круглым поперечным сечением 112 функционирует просто для предотвращения утечки между корпусом 56 патрона и нижним базовым элементом 14. Вертикальное положение шарового элемента 24 клапана обеспечивается в корпусе 56 патрона посредством штифта 60 и прорезей 68. Более того, необязательным становится любой элемент регулировочного кольца 140, который ранее был необходим для обеспечения правильного смещения шарового клапана 24 к уплотнительным элементам 49.
Более того, шаровой элемент 24 клапана вводят в легко заменяемый патрон 26 клапана без необходимости увеличения общей высоты корпуса 12 клапана по сравнению с известными смесительными клапанами, содержащими шаровые элементы клапана.
Кроме того, патрон 26 можно усовершенствовать или применять в стандартном базовом элементе 14, который ранее устанавливали с шаровыми клапанами, используемыми в известной технике, если шаровой клапан имеет правильно сконструированные впускные отверстия и выпускное отверстие. Патрон 26 можно также использовать с нижним элементом 44 вкладыша, который упрощает изготовление нижнего базового элемента 14. Патрон 26 можно приспосабливать для предварительного крепления к элементу 44 вкладыша с целью образования легко устанавливаемого узла 126 патрона.
Можно осуществлять разновидности и модификации клапана, не выходя при этом за рамки сущности и объема настоящего изобретения, определяемые прилагаемой формулой изобретения.
Формула изобретения: 1. Смесительный клапан арматуры, содержащий корпус, состоящий из нижнего базового элемента и крышки, и расположенный в полости нижней части нижнего базового элемента корпуса вкладыш с подвижным элементом клапана, размещенным в выемке вкладыша, причем в нижнем базовом элементе выполнены впускные проходы для подачи горячей и холодной воды и выпускной проход, сообщенные с полостью, а во вкладыше выполнены соответствующие впускные каналы, сообщенные с впускными проходами для подачи горячей и холодной воды в базовом элементе, и соответствующий выпускной канал, сообщенный с выпускным проходом в базовом элементе, а подвижный элемент клапана расположен с возможностью взаимодействия с впускными каналами для регулирования расхода и температуры смеси жидкости, проходящей через каналы, кроме этого, в крышке выполнено сквозное отверстие, а подвижный элемент клапана снабжен управляющим штоком, соединенным с ним и проходящим через сквозное отверстие в крышке корпуса, отличающийся тем, что полость в нижнем базовом элементе корпуса выполнена в форме цилиндра с плоским основанием, а корпус снабжен верхним корпусным элементом в виде патрона, расположенного над вкладышем, причем в верхней части патрона выполнено верхнее отверстие для прохождения через него управляющего штока, а в нижней его части - нижнее отверстие, в котором размещен подвижный элемент клапана с возможностью расположения его нижней части в выемке вкладыша для взаимодействия с впускными каналами, кроме этого, патрон снабжен средством, предназначенным для закрепления с возможностью ограниченного перемещения подвижного элемента клапана относительно патрона, при этом патрон выполнен с уплотнительной опорной поверхностью, расположенной вокруг верхнего отверстия, а на уплотнительной опорной поверхности установлена уплотнительная прокладка с возможностью уплотнения подвижного элемента клапана.
2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что впускные каналы имеют гнезда, в которых размещены трубчатые высокоэластичные уплотнения, обеспечивающие уплотнение с подвижным элементом клапана.
3. Клапан по п. 2, отличающийся тем, что подвижный элемент клапана представляет собой шаровой клапана, а выемка в элементе вкладыша имеет полусферическую вогнутую форму.
4. Клапан по п.3, отличающийся тем, что вкладыш и патрон установлены с возможностью свободного осевого перемещения относительно друг друга, а также с возможностью обеспечения замены трубчатых высокоэластичных уплотнений при снятии крышки и извлечении патрона из полости вкладыша, оставляя последний в полости нижнего базового элемента.
5. Клапан по п.2, отличающийся тем, что вкладыш и патрон установлены с возможностью свободного осевого перемещения относительно друг друга, а также с возможностью обеспечения замены трубчатых высокоэластичных уплотнений при снятии крышки и извлечении патрона из полости вкладыша, оставляя последний в полости нижнего базового элемента.
6. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что подвижный элемент клапана представляет собой шаровой клапан, а выемка в элементе вкладыша имеет полусферическую вогнутую форму.