close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY2394

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 2394
(13)
C1
(51)
(12)
6
F 16K 11/076,
F 16K 11/087
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
КЛАПАН СМЕСИТЕЛЯ, ШАРОВОЙ КЛАПАН
И ПАТРОН ШАРОВОГО КЛАПАНА
(21) Номер заявки: 958
(22) 21.12.1993
(60) SU 93058333, 22.10.1991
(86) PCT/US91/07816, 22.10.1991
(31) TO 91A000439
(32) 11.06.1991
(33) IT
(46) 30.09.1998
(71) Заявитель: Маско Корпорейшн (US)
(72) Автор: Альфонс Кнапп (DE)
(73) Патентообладатель: Маско Корпорейшн (US)
(57)
1. Клапан смесителя для жидкостей, содержащий шаровой запорный орган, установленный с возможностью поворота в полости корпуса с крышкой, причем в корпусе выполнено два впускных отверстия и одно выпускное отверстие
для прохода жидкости в полость, во внешней частично сферической поверхности шарового запорного элемента выполнены отверстия с возможностью сообщения с отверстиями корпуса для регулирования потока жидкости через
впускные отверстия, а в крышке выполнено отверстие, проходящее через продольную ось корпуса, при этом шаровой
запорный орган снабжен первым выступом в виде управляющего штока, соединенного с ним и проходящего через
упомянутое отверстие в крышке, отличающийся тем, что шаровой запорный элемент снабжен вторым выступом,
выступающим за пределы его внешней поверхности с возможностью расположения в выполненной прорези, ограничивающей поворотное движение шарового запорного элемента вокруг продольной оси корпуса и вокруг оси, перпендикулярной указанной продольной оси.
2. Клапан смесителя по п. 1, отличающийся тем, что второй выступ выполнен в виде периферического
конца стержня, проходящего через шаровой запорный элемент.
3. Клапан смесителя по п. 2, отличающийся тем, что стержень закреплен в шаровом запорном элементе.
4. Клапан смесителя по п. 2, отличающийся тем, что упомянутая прорезь выполнена в корпусе в виде
выемки, ось симметрии которой расположена в плоскости, перпендикулярной продольной оси корпуса.
Фиг. 1
BY 2394 C1
5. Клапан смесителя по п. 4, отличающийся тем, что крышка соединена с корпусом со стороны упомянутого отверстия в крышке, а прорезь выполнена со стороны, обращенной к крышке, и ограничена по окружности
плечиками на ее концах, обеспечивающими упоры второго выступа шарового запорного элемента при его движении относительно продольной оси корпуса.
6. Клапан смесителя по п. 5, отличающийся тем, что плечики расположены на выполненном кольцевом
вертикальном выступе корпуса и обращены во внутрь прорези.
7. Клапан смесителя по п. 5, отличающийся тем, что плечики расположены на частично кольцевых выступах, выполненных на корпусе со стороны упомянутого управляющего отверстия и обеспечивающих разделение закругленных концов выступов, образующих между их противолежащими концами прорези.
8. Клапан смесителя по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен патроном, состоящим из нижней и
верхней корпусных деталей, соединенных между собой и образующих полость для шарового запорного элемента, причем патрон размещен в корпусе и прижат крышкой.
9. Клапан смесителя по п. 8, отличающийся тем, что в нижней корпусной детали выполнены два впускных отверстия и одно выпускное отверстие, причем продольная ось каждого из впускных отверстий расположена с возможностью пересечения с центром шарового запорного органа, а нижняя внешняя поверхность нижней корпусной детали
выполнена с возможностью пересечения продольной оси каждого впускного отверстия с упомянутой нижней внешней поверхностью под прямым углом.
10. Клапан смесителя по п. 9, отличающийся тем, что упомянутая нижняя внешняя поверхность нижней корпусной детали выполнена усеченной формы, а корпус выполнен с ответной профильной поверхностью для посадки упомянутой поверхности нижней корпусной детали, при этом впускные отверстия и выпускное отверстие
корпуса соединены с соответствующими отверстиями в упомянутой нижней корпусной детали, кроме этого вокруг
каждого впускного отверстия и выпускного отверстия установлены уплотнения, расположенные между корпусом и
нижней корпусной деталью и обеспечивающие герметизацию проходов через корпус и нижнюю корпусную деталь.
11. Клапан смесителя по п. 8, отличающийся тем, что прорезь образована между верхней и нижней корпусными деталями патрона.
12. Клапан смесителя по п. 11, отличающийся тем, что на верхней корпусной детали патрона установлен
пластинчатый элемент, предназначенный для ограничения управляющей зоны шарового запорного элемента.
13. Клапан смесителя по п. 8, отличающийся тем, что в верхней корпусной детали патрона установлено
регулировочное кольцо, компенсирующее поджатие прокладки, расположенной между упомянутым кольцом
и шаровым запорным элементом.
14. Клапан смесителя по п. 13, отличающийся тем, что упомянутое регулировочное кольцо снабжено
монтажным средством для установки на пластинчатом элементе, предназначенном для ограничения управляющей зоны шарового запорного элемента.
15. Клапан смесителя по п. 1, отличающийся тем, что в отверстии крышки установлен пластинчатый элемент,
выполненный для ограничения управляющей зоны шарового запорного элемента.
16. Клапан смесителя по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен регулировочным кольцом, установленным вокруг упомянутого управляющего отверстия для компенсации поджатия прокладки, расположенной между кольцом и шаровым запорным элементом.
17. Клапан смесителя по п. 16, отличающийся тем, что упомянутое регулировочное кольцо снабжено
монтажным средством для установки на пластинчатом элементе, выполненном для ограничения управляющей зоны шарового запорного элемента.
18. Шаровой клапан для смесителя, содержащий корпус, в полости корпуса расположен полый шаровой
запорный элемент, во внешней частично сферической поверхности которого выполнены отверстия, сообщающиеся друг с другом для прохода жидкости, при этом к наружной поверхности шарового запорного
элемента прикреплен первый выступ в виде приводного штока, отличающийся тем, что шаровой запорный
элемент снабжен вторым выступом, размещенным на его поверхности для ограничения перемещения шарового запорного элемента относительно корпуса, причем второй выступ выполнен в виде проходящего через
шаровой запорный элемент стержня, по крайней мере, один периферический конец которого расположен
снаружи по отношению к сферической поверхности запорного элемента.
19. Шаровой клапан по п. 18, отличающийся тем, что стержень жестко соединен с шаровым запорным
элементом.
20. Шаровой клапан по п. 18, отличающийся тем, что второй выступ перпендикулярен первому выступу
и место его выхода из шарового запорного элемента отстоит от первого выступа на длину дуги, равную 90°.
21. Шаровой клапан по п. 18, отличающийся тем, что стержень, образующий второй выступ, проходит через
центр шарового запорного элемента и перпендикулярно расположен к первому выступу.
22. Шаровой клапан по п. 18, отличающийся тем, что упомянутые отверстия сообщены с полостью шарового запорного элемента, а упомянутый стержень проходит через полость шарового запорного элемента.
2
BY 2394 C1
23. Шаровой клапан по п. 22, отличающийся тем, что полый шаровой запорный элемент выполнен из первой и
второй половин, соединенных между собой по их кромкам сваркой, причем каждая половина выполнена с парой диаметрально противоположных полукруглых пазов, расположенных на сопрягающихся кромках для образования при
соединении половин отверстий для прохода стержня.
24. Патрон шарового клапана для смесителя, содержащий нижнюю и верхнюю корпусные детали, соединенные между собой, причем внутренняя поверхность нижней корпусной детали выполнена частично сферической, образующей совместно с поверхностью верхней корпусной детали полость для размещения
шарового запорного элемента, при этом в нижней корпусной детали выполнены, по меньшей мере, два впускных прямолинейных канала с продольными осями, пересекающимися в центре шарового запорного элемента, а нижняя внешняя поверхность нижней корпусной детали выполнена усеченно-конической,
отличающийся тем, что на стыке между нижней и верхней корпусными деталями образована прорезь для
размещения установленного в шаровом запорном элементе периферийного конца стержня, выступающего за
пределы шарового запорного элемента при его посадке в упомянутую полость.
25. Патрон шарового клапана по п. 24, отличающийся тем, что в верхней корпусной детали выполнено
отверстие для размещения установленного на шаровом запорном элементе управляющего штока, выступающего за пределы шарового клапана, при этом выступающий за пределы шарового запорного элемента
упомянутый стержень расположен в полости патрона перпендикулярно относительно управляющего штока.
26. Патрон шарового клапана по п. 25, отличающийся тем, что стержень закреплен в шаровом запорном
элементе, а его торцы закруглены и расположены с возможностью перемещения в упомянутой прорези.
27. Клапан смесителя для жидкостей, содержащий шаровой запорный элемент, установленный с возможностью поворота в полости корпуса с крышкой, причем в корпусе выполнено два впускных отверстия и одно
выпускное отверстие для прохода жидкости в полость, а во внешней сферической поверхности шарового запорного элемента выполнены отверстия с возможностью сообщения с отверстиями корпуса для регулирования потока жидкости через впускные отверстия, и в крышке выполнено отверстие, проходящее через
продольную ось корпуса, при этом шаровой запорный элемент снабжен первым выступом в виде управляющего штока, соединенного с ним и проходящего через упомянутое отверстие в крышке, отличающийся тем,
что он снабжен средствами, соединенными с корпусом и шаровым запорным элементом и расположенными
с возможностью взаимодействия друг с другом для ограничения поворотного движения шарового запорного
элемента относительно корпуса вокруг продольной оси корпуса и вокруг оси запорного элемента, перпендикулярной продольной оси корпуса.
28. Клапан смесителя по п. 27, отличающийся тем, что упомянутые средства выполнены стопорными
для ограничения поворота запорного элемента относительно двух осей.
(56)
1. WO 91/05967, МПК F 16К 11/087, 1991.
Это изобретение относится к клапану смесителя для жидкостей, содержащему шаровой элемент клапана
и, более конкретно, к механизму шарового клапана, который поворачивается относительно фиксированной
продольной оси корпуса клапана.
Вентили с одной рукояткой, обычно именуемые шаровыми клапанами, которые управляют потоком как
горячей, так и холодной воды, имеют значительный потребительский спрос. Эти вентили обычно конструируются так, чтобы ручка или рукоятка была подвижна в двух различных направлениях для регулирования
смеси горячей или холодной воды и чтобы регулировать расход или объемную скорость потока.
Два основных типа клапанов смесителя, которые, очевидно, имеют широчайший потребительский спрос,
представляют пластинчатые и шаровые клапаны. В то время как шаровые клапаны обеспечивают цельную
конструкцию, которая долговечна и легко собирается, пластинчатые клапаны обеспечивают передаточный
механизм, который допускает движение рукоятки в двух желаемых направлениях, что, очевидно, является
универсальным пожеланием пользователя. Это желаемое движение рукоятки учитывает планетарное движение рукоятки вокруг фиксированной продольной оси относительно корпуса клапана и качающееся, т.е. шарнирное, движение вокруг подвижной горизонтальной оси относительно корпуса клапана. Горизонтальная ось
фиксируется относительно рукоятки и перпендикулярна продольной оси корпуса клапана. Одна из отличительных характеристик этого типа движения клапана состоит в том, что, когда клапан поворачивается в положение “выключено”, желаемое соотношение горячей и холодной воды можно запомнить посредством
положения рукоятки, так что когда вентиль будет снова включен, через вентиль будет поступать та же смесь горячей и холодной воды.
Недавно шаровые клапаны были сконструированы таким образом, что допускали управление рукояткой
тем же способом, что и коммерчески доступный клапан смесителя пластинчатого типа. Эти клапаны смесителя шарового типа требуют введения еще одной движущейся детали в виде способной вращаться пластины,
смонтированной над шаровым элементом клапана. Более того, эти шаровые клапаны объединялись с пла3
BY 2394 C1
стинчатыми устройствами, которые имели регулируемое позиционирование относительно открывающейся
крышки, посредством чего рукоятка управляла шаровым клапаном, ограничивая общую скорость потока.
Иначе или дополнительно, эти устройства-ограничители ограничивали максимальное отношение горячей
воды к холодной воде и, следовательно, максимальную температуру водяной смеси на выходе.
Но возникают различные неудобства, когда шаровой клапан сконструирован таким образом, что его шток
движется подобно многим клапанам смесителя пластинчатого типа. В частности, шаровой элемент клапана
монтируется между упругими уплотнениями на входе, расположенными вокруг входных отверстий корпуса
клапана и уплотнением, которое монтируется под крышкой или колпаком клапана. Упругие уплотнения и
прокладки на входе все изнашиваются, что вызывает изменение характеристик потока шарового элемента
клапана между корпусом клапана и колпаком. Не существует позитивного запирающего или базирующего
механизма, который бы надежно позиционировал шаровой клапан на месте. Так как шаровой клапан можно
двигать поступательным образом относительно упругих элементов, оператор, управляющий рукояткой, может также двигать рукоятку слегка в любом направлении, включая направления, никак не предусмотренные
конструкцией клапана смесителя. Это нежелательное движение вызывает нежелательное ощущение неопределенности при управлении вентилем и неуверенность для оператора, правильно ли он регулирует вентиль.
Кроме того, неопределенность в проведении рукоятки вызывает впечатление, что рукоятка нестабильна и неверно собрана.
Чтобы ослабить эти недостатки, во многие шаровые клапаны смесителя вводится регулировочное кольцо.
Регулировочное кольцо прижимает уплотнительную прокладку вниз по отношению к шаровому элементу
клапана, которые в свою очередь испытывает давление со стороны уплотнений на входе. Смещение вниз уплотнительной прокладки и элемента шарового клапана минимизирует нежелательное движение, но полностью не устраняет его. Более того, сочетание регулировочного кольца с известными направляющими
механизмами, которые ограничивают направленное движение рукоятки, и пластинчатыми устройствами, которые ограничивают скорость потока и температуру, чрезмерно сложны и дороги.
Известен клапан смесителя для жидкостей [1], который содержит шаровой запорный орган, установленный с возможностью поворота в полости корпуса с крышкой, причем в корпусе выполнено два впускных отверстия и одно выпускное отверстие для прохода жидкости в полость, а во внешней частично сферической
поверхности шарового запорного органа выполнены отверстия с возможностью сообщения с отверстиями
корпуса для регулирования потоком жидкости через впускные отверстия, а в крышке выполнено отверстие,
проходящее через продольную ось корпуса, при этом шаровой запорный орган снабжен первым выступом с
виде управляющего штока, соединенного с ним и проходящего через упомянутое отверстие в крышке.
Недостатком известного клапана смесителя, также как и других известных, является ненадежность его
управления.
Задачей изобретения является повышение надежности управления клапаном смесителя, то есть необходим клапан смесителя типа шарового клапана, дублирующий движение рукояти известных пластинчатых
клапанов, которые обеспечивают поворот вокруг продольной оси корпуса клапана, сохраняя преимущества
наличия только одного подвижного узла для управления клапаном, другими словами, без введения отдельного подвижного узла. Также необходим узел шарового клапана описанного типа, который исключает потребность в регулировочном кольце и обеспечивает клапан, устраняющий возможность такого движения
рукоятки, которое не соответствует тому, что требуется для нормальной работы.
Технический результат изобретения достигается тем, что клапан смесителя для жидкостей в соответствии
с одним аспектом изобретения содержит шаровой запорный орган, который шарнирно смонтирован в клапане, принимая полость корпуса. Полость находится в коммуникации движения жидкости и имеет два входных
отверстия и, по меньшей мере, одно выходное отверстие. Шаровой, имеет, по меньшей мере частично сферическую поверхность и множество отверстий на этой поверхности. Эти отверстия взаимодействуют с входными и
выходными отверствиями, управляя потоком жидкости через указанные входные и выходные отверстия. Корпус клапана имеет управляющее отверстие, так что продольная ось корпуса клапана проходит через управляющее отверстие. Шаровой клапан имеет первый выступ, проходящий через управляющее отверстие, и
функционирующий как шток или рукоятка. Согласно изобретению шаровой клапан имеет второй выступ, выходящий за пределы его внешней поверхности с возможностью расположения в выполненной прорези, ограничивающей поворотное движение шарового запорного органа вокруг продольной оси и вокруг оси,
перпендикулярной к указанной продольной оси.
По преимуществу, второй выступ перпендикулярен первому выступу, выполнен в виде периферического
конца стержня, проходящего через шаровой запорный орган. Прорезь выполнена в корпусе в виде выемки,
ось симметрии которой расположена в плоскости, перпендикулярной к продольной оси корпуса.
В соответствии с другим аспектом изобретения, шаровой клапан имеет, по меньшей мере, частично сферическую поверхность. Шаровой запорный орган имеет первый выступ, выходящий из него для управления
шаровым клапаном, когда смонтирован в корпусе клапана. Либо шаровой запорный орган, либо корпус клапана имеет второй выступ, размещенный на поверхности для ограничения перемещения шарового запорного
4
BY 2394 C1
органа в определенном направлении, относительно корпуса. В одном примере воплощения второй выступ
образован стержнем, проходящим через шаровой запорный орган и имеющим, по меньшей мере, один периферический конец, размещающийся снаружи, по меньшей мере, частично сферической поверхности шарового запорного органа. В одном примере воплощения стержень имеет два периферических конца, выступающих снаружи
поверхности клапана и повернутых вовне на сто восемьдесят градусов относительно поверхности клапана. Стержень проходит через центр шарового запорного органа и располагается в горизонтально расположенной прорези
корпуса. Каждая прорезь перпендикулярна к продольной оси корпуса клапана. Преимущественно, клапан имеет
цилиндрическую форму и может поворачиваться в пределах горизонтальных прорезей. Прорези имеют ширину, а
стержень имеет диаметр, которые обеспечивают относительно малый зазор в направлении продольной оси клапана, так что шаровой клапан зафиксирован относительно корпуса вдоль продольной оси.
В соответствии с более широким аспектом изобретения, либо шаровой запорный орган, либо корпус клапана включает механизм, дополнительный к описанному, который ограничивает движение шарового запорного органа относительно корпуса клапана вокруг продольной оси корпуса и вокруг оси шарового запорного
органа, перпендикулярной к продольной оси.
В соответствии со следующим аспектом изобретения, шаровой клапан принимается волностью, образуемой верхней и нижней корпусными деталями, которые формируют патрон, вставляемый в базовую деталь
клапана. Нижняя корпусная деталь имеет, по меньшей мере, два входных отверстия, каждое из которых имеет ось, пересекающую центр шарового запорного органа. Нижняя базовая деталь клапана имеет нижнюю поверхность, которая лежит в контурной поверхности, пересекающей продольные оси отверстий под прямым
углом. Предпочтительно, контур имеет усеченное очертание, а базовая деталь клапана имеет очертание, позволяющее удобно посадить нижнюю внешнюю поверхность нижней базовой детали. Базовая деталь имеет
входные отверстия и выходное отверстие, совпадающие с соответствующими отверстиями нижней корпусной детали клапана. Патрон имеет две прорези, расположенные между сочленением верхней и нижней корпусных деталей. Шаровой клапан имеет стержень, проходящий через него и входящий в зацепление с
прорезями.
При вышеописанной конструкции шаровой запорный орган имеет возможность свободно вращаться вокруг оси
цилиндрического стержня, когда управляющий шток наклоняется. Шаровой клапан имеет также возможность свободно вращаться вокруг продольной оси корпуса клапана, когда управляющий шток вращается аналогичным образом.
С другой стороны шаровой запорный орган не может двигаться вертикально вследствие малого зазора между прорезью и стержнем. Такая конструкция исключает любое качательное движение рукоятки в направлении, отличном от
предполагаемого.
Изобретение поясняется чертежом, где:
на фиг.1 изображен клапан смесителя в продольном разрезе, первый пример выполнения изобретения;
на фиг.2 - поперечное сечение по линии 2-2 на фиг.1;
на фиг.3 - патрон шарового клапана для смесителя в продольном разрезе;
на фиг.4 - поперечное сечение по линии 4-4 на фиг.3;
на фиг.5 - вид снизу нижней корпусной детали клапана, показанной на фиг.4;
на фиг.6 - шаровой клапан для смесителя с патроном, показанный на фиг.3 в сборе (в продольном разрезе), второй пример выполнения;
на фиг.7 - вид сверху базовой детали клапана, показанной на фиг.6;
на фиг.8 - шаровой клапан для смесителя с патроном, иллюстрирующий третий пример выполнения;
на фиг. 9 - шаровой запорный элемент в общем виде;
на фиг.10 - вариант выполнения шарового запорного элемента, в общем виде.
Обращаясь к фиг. 1 и 2, клапан смесителя 20 включает корпус 25, который образуется из нижней базовой
детали 1 и крышки 5. Базовая деталь имеет два входных отверстия 2 и 3 для горячей и холодной воды и имеет выходное отверстие 4 для прохождения смешанной воды. Крышка 5 навинчивается на базовую деталь 1,
образуя полость 26 корпуса клапана, по существу имеющую сферические очертания для приема шарового
запорного элемента 11. Корпус клапана имеет продольную ось А, которая проходит через полость 26.
Шаровой запорный элемент 11 имеет, по существу, сферическую поверхность 27 с отверстиями 12, 13 и 14 в
ней, которые взаимодействуют с входными отверстиями 2 и 3 и выходным отверстием 4 соответственно, регулируя проход воды из двух входных отверстий 2 и 3 к выходному отверстию 4, регулируя соотношение смеси
из двух входных отверстий 2 и 3 и скорость потока, т.е. общий объем воды в единицу времени. Крышка 5 клапана имеет в себе отверстие 6. Крышка 5 расположена так, что продольная ось А кожуха проходит через отверстие 6. Управляющий шток 10 проходит через отверстие 6. Управляющий шток 10 фиксированно соединен с
элементом 11. Управляющий шток 10 сконструирован таким образом, что он соединен с рукояткой клапана (не
показанной) традиционным способом. Нижние концы отверстий 2 и 3 расточены, образуя гнездо для двух пружин 32 и 33 смещения, которые смещают трубчатые эластомерные уплотняющие элементы 22 и 23 относительно поверхности 27 шарового клапана. Уплотняющая прокладка 35 накладывается между шаровым запорным
элементом 11 и крышкой 5 клапана вокруг отверстия 6.
5
BY 2394 C1
Элемент 11 клапана также имеет цилиндрический стержень 15, выходящий из него периферическими концами 16 и 17, расположенными вне поверхности 27 шарового запорного элемента 11. Стержень 15 расположен так,
что он пересекает центр 28 шарового элемента 11 и лежит перпендикулярно к управляющему штоку 10. Стержень можно приварить по месту, как описано более подробно ниже. Каждый периферический конец 16 и 17
расположен в круговой прорези 7, образованной между базовой деталью 1 и крышкой 5. Каждая прорезь 7 имеет центральную ось, расположенную в плоскости, перпендикулярной к оси А. Так как концы 16 и 17 имеют цилиндрическую форму, они имеют круглое поперечное сечение, что позволяет им поворачиваться в прорезях 7.
Базовая деталь 1 имеет вертикальный кольцевой выступ 8, в котором выфрезерованы две круговые прорези.
Круговые окончания прорезей выступа 8 образуют стопорные плечики 18 для периферических концов 16 и 17.
Угловое кольцо 9, имеющее круговую стенку 34 и плоскую верхнюю стенку 38, помещается над втулкой 8 и
периферическими концами 16 и 17. Кольцо 9 удерживается на месте крышкой 5. Кольцо 9 и базовую деталь 1
можно сконструировать так, что кольцо 9 плотно садится на базовую деталь 1. Прорези 7 размещены, образуя
зазор, которого достаточно только для обеспечения скользящего движения стержня 15 в прорези 7. Желательно, чтобы между прорезью 7 и концами 16 и 17 не было вертикального зазора. Уплотнительное кольцо 31 с
традиционной функцией помещается между базовой деталью 1 и крышкой 5.
Цилиндрические периферические концы 16 и 17 образуют ось В поворота для элемента 11 шарового клапана, которая перпендикулярна к продольной оси А корпуса 25 клапана. Качание управляющего штока вдоль
плоскости, содержащей продольную ось А, поворачивает шаровой элемент 11 вокруг оси поворота В, независимо от повернутой позиции шарового элемента относительно оси А. Более того, периферические концы
16 и 17 могут скользить по прорезям 7, позволяя шаровому элементу 11 клапана поворачиваться вокруг оси
А, когда управляющий шток 10 колеблется вокруг продольной оси А.
Вращение шарового элемента 11 клапана вокруг оси А ограничено положением стопорных плечиков 13,
которые упираются в периферические концы 16 и 17. Клапаны смесителя, имеющие различное применение,
могут иметь различные углы вращения, устанавливаемые круговым позиционированием стопорных плечиков 18. Вращение шарового элемента 11, как иллюстрируется, регулирует отношение в смеси и, таким образом, температуру расходуемой смешанной воды. Как показано на фиг. 2, периферические концы 16 и 17
выходят радиально за пределы кольцевого выступа 8 и конец является смежным с круговой стенкой 34 углового кольца 9. Иначе, круговая стенка 34 или верхняя стенка 38 углового кольца 9 могут иметь стопорные
плечики 18, соединенные с ним. Кольцо 9 можно устанавливать по месту с регулировкой, чтобы регулировать
вращательное смещение шарового элемента 11 клапана вокруг оси А. Стопорные плечики 18 могут выступать радиально вовнутрь по отношению к круговой стенке 34 или продолжаться вниз от верхней стенки 38 углового кольца 9, упираясь в концы 16 и 17. Минимальный зазор между концами 16 и 17 прорезью 7 в вертикальном
направлении предотвращает от вертикального смещения шарового элемента 11 клапана относительно корпуса 25
клапана. Следовательно, управляющий шток не выявляет никакой нестабильности или не вызывает ощущения неопределенности у оператора, когда шарик поворачивается в двух заранее определенных направлениях поворота.
Необходимость в регулировочном кольце, предназначенном для прижимания уплотнения 35 и элемента 11 шарового
клапана книзу, устраняется. Более того, любая подвижная направляющая кольцевая деталь, которая ранее была необходима в управляющем отверстии 6 для ограничения степеней свободы движения управляющего штока 10, также перестает быть необходимой.
Фиг. 3, 4, 5 и 6 иллюстрируют патрон 30 для изобретения, который может быть собран в корпусе 25 клапана,
сделанном так, чтобы он мог вместить патрон 30. Патрон 30 образован из нижней корпусной детали 41 и верхней
корпусной детали 45, которые могут изготовляться из известного пластического материала, пригодного для изготовления вентилей. Верхняя корпусная деталь 45 соединена с нижней корпусной деталью 41 известным образом,
типа резьбового соединения, зажима или сварки. Нижняя корпусная деталь 41 имеет цилиндрические входные отверстия 42 и 43, проходящие прямо через днище нижней корпусной детали. Оси С и Д отверстий 42 и 43 пересекают центр 28 шарового элемента 11. Нижняя корпусная деталь имеет также выходную трубу 54, проходящую
через нее. Нижняя корпусная деталь имеет нижнюю поверхность 36, которая имеет усеченное очертание. Входные
отверстия 42 и 43 и выходная труба 54 проходят через нижнюю усеченную поверхность 36. Оси С и D пересекают
усеченный контур под прямым углом. Имея цилиндрические отверстия 42 и 43, перпендикулярные к нижней усеченной поверхности 36, размещенные так, что они пересекают центр элемента 11 шарового клапана, оси С и D отверстий 42 и 43 также пересекают поверхности 37 полости под прямым углом так, что традиционные круговые
уплотнительные кольца 22 и 23 и пружины 32 и 33 могут быть управляемыми внутри отверстий. Отверстия являются прямыми без сгибов и легко формируются в корпусной детали 41, сделанной из пластика.
Отверстия 42 и 43 цекованы для установки сальников 52 и 53. Нижняя корпусная деталь 41 имеет периферической
круговой бортик 44, который имеет тонкие секции 51 и более толстые секции 48. Более толстые секции 48 образуют
стопорные плечики 50 по круговым концам прорезей 47, которые расположены радиально внутри тонких секций 51.
Стержень 15 шарового элемента 11 клапана имеет такую длину, что он соответствует противоположным тонким секциям 51, имея лишь малый зазор.
6
BY 2394 C1
Прорезь 47 имеет верхний край, определяемый плоским кольцом 49, которое помещается сверху периферической стенки 44 и вставляется между нижней корпусной деталью 41 и верхней корпусной деталью 45.
Управляющее отверстие 46 проходит через верхнюю корпусную деталь 45. Патрон 30, как показано на фиг.
6, входит в кожух 25 клапана, который включает базовую деталь 1 клапана и крышку 5. Выходное отверстие
54 патрона 30 центрировано с отверстием 4 в базовой детали 1, а входные отверстия 42 и 43 центрированы с
входными отверстиями 2 и 3. Сальники 52 и 53 создают уплотненные входные каналы между базовой деталью 1 и патроном 30. Обращаясь к фиг. 6 и 7, базовая деталь 1 имеет поверхность 39 с усеченной конфигурацией, которая садится на поверхность 36 с усеченной конфигурацией нижней корпусной детали 41.
Поверхности 36 и 39 могут иметь взаимно дополнительные очертания иной формы, чем усеченная, лишь бы
контур пересекал оси С и D, по существу, под прямым углом.
Необязательное пластинчатое устройство монтируется над верхней корпусной деталью 45, чтобы ограничить угловое смещение шарового элемента 11 клапана и соответствующее движение управляющего штока для ограничения
максимальной температуры и/или максимальной скорости потока, расход которого идет через выходное отверстие 4.
Известное пластинчатое устройство 61 можно установить с помощью фиксирующего кольца 62, которое ввинчивается в верхнюю корпусную деталь 45.
В определенных приложениях может оказаться желательным продолжить использоввание регулировочного кольца 70, как иллюстрируется на фиг.8. Регулировочное кольцо можно использовать там, где нужна
компенсация возможных дефектов промышленных допусков. Управляющее отверстие 76 в этой реализации
проходит через регулировочное кольцо 70, которое в свою очередь ввинчивается в верхнюю корпусную деталь 45. Регулировочное кольцо, когда оно ввинчивается компенсирующим образом в верхнюю корпусную
деталь 45, прижимает уплатняющую прокладку 35, которая прилегает к шаровому элементу 11 клапана. Пластинчатое устройство 61 с фиксирующим кольцом 62 также применяется вместе с регулировочным кольцом.
Фиксирующее кольцо 62 ввинчивается в регулировочное кольцо 70.
Возможны другие варианты. Предусматривается, что пластинчатое устройство 61 или регулировочное
кольцо 70 могут применяться к клапану беспатронного типа и соединяться с крышкой 5 скорее, чем с верхней корпусной деталью 45. Также предусматривается, что стопорные плечики, которые ограничивают вращение шарового
элемента вокруг продольной оси А, можно включить в крышку 5 или верхнюю корпусную деталь 45. В таких случаях не нужны кольцо 9 или кольцо 49.
Элемент шарового клапана может конструироваться также несколькими предусмотренными способами. Периферические концы 16 и 17 могут быть отдельными деталями, которые приварены или иным способом соединены с шаровым элементом. Предпочтительный метод вставки стержня 15 через шаровой элемент клапана
предлагает ряд преимуществ. Необходимо, чтобы стержень прошел через соответствующие отверстия в шаровом элементе клапана. Эти отверстия могут быть просверлены. Однако фигуры 9 и 10 иллюстрируют два способа, которые исключают необходимость сверления. Фиг. 9 иллюстрирует шаровой клапан, сконструированный
из двух вытянутых половин 56 и 58, которые соединены сваркой. Нижняя половина 58 преимущественно изготовляется из нержавеющей стали. Грани стыка 57 и 59 каждой половины включают пару полукруглых пазов 63
и 64, которые будучи подогнаны и состыкованы, образуют отверстия для стержня 15. Цилиндрический стержень 15 можно зафиксировать на месте сваркой, посадкой, прессованием, склеиванием или он может оставаться подвижным, вращаясь вокруг в отверстиях.
Модификация, данная на фиг. 10, показывает более глубокий паз, который дан только в нижней половине
58. Этот паз достаточно глубок, чтобы принять цилиндрический стержень 15. Таким образом, верхняя половина не нуждается в пазе. Так как экваториальная область шарового элемента 11 клапана не является рабочей для клапана, область может быть смещена для сборки в цилиндрическую область, которая имеет радиус,
несколько меньший, чем радиус сферической части поверхности клапана.
Таким образом эффективная направляющая для клапана смесителя шарового типа недорогая и просто
включается в клапан. Изобретение избегает недостатков вследствие дрейфа характеристик ранее известных
шаровых клапанов и исключает трудности при установке регулировочных пластин и других пластинчатых
устройств, потребных в предыдущих известных клапанах смесителя шарового типа. Кроме того, клапан смесителя шарового типа может иметь движение управляющего штока такое же, как у известных пластинчатых
клапанов с одной из степеней свободы движения, происходящего относительно продольной оси корпуса
клапана без введения любых дополнительных движущихся деталей. Более того, клапан смесителя шарового
типа, соответствующий вышеописанному изобретению, обеспечивает клапан, который легко можно усовершенствовать, чтобы ограничить максимум температуры или максимум скорости потока простой конструктивной модификацией, экономичным способом.
Возможны другие варианты и модификации в пределах действия вышеприведенного изобретения, и другие пункты формы, не уклоняющиеся от основной идеи изобретения, определенной в приложенных пунктах
формулы.
7
BY 2394 C1
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
Фиг. 6
Фиг. 7
8
BY 2394 C1
Фиг. 8
Фиг. 9
Cоставитель В.М. Картузов
Редактор В.Н. Позняк
Корректор Т.Н. Никитина
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
9
Фиг. 10
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
283 Кб
Теги
by2394, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа