кран

Формула изобретения

КРАН, содержащий выполненный из двух частей корпус, высота одной части которого меньше другой, рычаг с ручкой и профилированным кулачком, установленный с возможностью поворота в меньшей части корпуса, и клапан, размещенный в другой части корпуса на седле входного патрубка и управляемый рычагом, отличающийся тем, что в меньшей части корпуса между кулачком и клапаном установлен диск с выступом, контактирующим с профилированным кулачком, причем длина выступа выполнена не меньше толщины кулачка, а в меньшей части корпуса выполнена расточка, и в ней установлен упомянутый диск с размещением выступа по длине вдоль оси поворота рычага, при этом клапан выполнен в виде упругой мембраны, а меньшая часть корпуса установлена с возможностью прижатия к другой части корпуса по периферии мембраны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в смесителях для кухни и ванны и в других целях.

Известен кран, содержащий составной корпус, мембрану, зажатую между частями корпуса, и клапан, управляемый винтом [1] .

В этом кран исключается самопроизвольное открытие, он имеет развитую контактную поверхность и герметичен. Однако в данной конструкции возможно сильное, неконтролируемое натяжение на клапан при помощи винта, что вызывает быстрый износ клапана (мембраны). Кроме того, большое количество деталей повышает трудоемкость изготовления, сборки и наладки.

Известен также вентильный кран, конструкция которого повторяет конструкцию вышеописанного крана, но отличается наличием пружины, осуществляющей нажатие на мембрану при вывернутом винте [2] .

Однако наличие пружины усложняет конструкцию.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является кран, включающий корпус с крышкой, которую следует рассматривать как корпусную деталь, поворотный рычаг привода, состоящий из ручки, профилированного кулачка [3] . Кулачок кинематически связан с запорным органом в виде шара, взаимодействующим с седлом во входном патрубке корпуса. В конструкции прототипа исключено неконтролируемое нажатие на клапан, вызываемое при использовании винтовой пары.

Недостатками прототипа являются возможное самопроизвольное открытие крана при износе деталей кулачка и шара, так как контакт этой трущейся пары происходит в одной точке, где возникают контактные напряжения сжатия большой величины. Возможны также утечки жидкости из-под поворотной ручки, поскольку уплотнение в крышке является ненадежным. Кроме того, кран имеет сложные шаровые детали, много других деталей и вследствие этого трудоемок в изготовлении.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности крана.

Для этого кран снабжен размещенными между кулачком и клапаном в короткой части корпуса диском, который имеет выступ, контактирующий с профилированной поверхностью кулачка, длина выступа - не менее толщины кулачка, в короткой части корпуса выполнена полость, ответная по размерам диска, последний установлен в ней с направлением выступа вдоль оси поворота кулачка, клапан имеет форму упругой мембраны, короткая часть корпуса выполнена с возможностью прижатия к другой части по периферии мембраны.

В связи с тем, что при поиске не были обнаружены аналоги с признаками, отличающими предложенное решение от прототипа, делается вывод о соответствии заявленного решения критериям "новизна" и "существенные отличия".

Сравнительные характеристики аналогов, прототипа и предложенного крана приведены в таблице.

На фиг. 1 показана конструктивная схема крана в положении "закрыто"; на фиг. 2 - то же, в положении "открыто"; на фиг. 3 - схема, поясняющая условия снижения момента самооткрытия крана; на фиг. 4 - конструктивная схема крана как вариант исполнения в существующих смесителях (положение "открыто"); на фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 1.

Предложенный кран содержит корпус, состоящий из основной части 1 и более короткой части 2, рычаг с ручкой 3 и профилированным кулачком 4, установленный с возможность поворота в короткой части корпуса 2, и клапан 5, размещенный в основной части 1 корпуса на седле входного патрубка 6 и управляемый рычагом.

Кран снабжен размещенным между кулачком 4 и клапаном 5 в короткой части 2 корпуса диском 7, который имеет выступ 8, контактирующий с профилированной поверхностью кулачка 4, длина выступа 8 - не менее толщины кулачка 4. В короткой части 2 корпуса выполнена расточка 9, ответная по размерам диск 7. Последний установлен в ней с направлением выступа 8 вдоль оси поворотного кулачка 4. Клапан 5 имеет форму упругой мембраны. Короткая часть 2 корпуса выполнена с возможностью прижатия к части 1 по периферии мембраны. Кроме того, части 1 и 2 корпуса соединены между собой при помощи гайки 10.

На фиг. 4 показаны шток 11 с прокладкой 12 и декоративный кожух 13 с прорезью для ручки 3.

На фиг. 5 в качестве примера показан срез 14 на диске 7 - фиксатор от вращения.

Кран работает следующим образом.

В положении "закрыто" мембрана в центральной части зафиксирована на седле входного патрубка 6 и жидкость не поступает в сливную полость 15. Максимальный выступ кулачка 4 прижат к выступу 8 диска 7 и находится левее вертикальной оси крана, что позволяет надежно фиксировать закрытое положение.

Для подачи жидкости в сливную полость 15 ручку 3 поворачивают влево. Кулачок 4 при этом скользит по выступу 8, а плечо кулачка 4 начинает уменьшаться относительно вертикальной оси, что позволяет диску 7 приподниматься вместе с мембраной над седлом под напором жидкости или за счет упругости мембраны, обеспечивая постоянный контакт мембраны, диска 7, выступа 8 и кулачка 4. Расход жидкости зависит от поворота ручки 3 влево, а максимум расхода достигается в крайнем левом положении ручки 3.

Для фиксации ручки 3 в промежуточных положениях между крайними, указанными на фиг. 1 и 2, торцы паза, в котором перемещается ручка, следует выполнять из фрикционного материала или выполнять натяг установки ручки 3 в пазу.

Износ трущихся поверхностей кулачка 4 и выступа 8 компенсируется перемещением гайки 10. Диск 7 позволяет сохранить мембрану от повреждений и повысить срок ее службы. При зажатии периферии мембраны между корпусными частями 1 и 2 утечки жидкости в пазу ручки исключены. Все это повышает эксплуатационную надежность крана.

На фиг. 3 показано, как с увеличением выступа кулачка 4 точки контакта его профилированной поверхности А, В, С с диском 7 все дальше отходят от вертикальной оси, по которой действует сила от давления жидкости F и упругих сил мембраны. Видно, что в этом случае момент открытия увеличивается, требуется вводить больший момент трения на ручке, чтобы предотвратить открытие крана. Однако при наличии выступа 8 точки контакта А, В, С на трех выбранных уровнях I, II и III кулачка 4 смещаются к вертикальной оси, что уменьшает момент, действующий на кулачок. Таким образом, наличие выступа 8 существенно повышает надежность в работе крана.

В связи с тем, что выступ 8 сформирован в центральной части диска 7, появляется возможность сделать его длину большей толщины кулачка. В этом случае контакт между трущимися частями происходит теоретически по линии, а не в точке, как этом выполнено в прототипе. Очевидно, что напряжения снятия при одинаковой нагрузке меньше при линейном контакте, чем при контакте в точке, а это уменьшает износ.

Для обеспечения линейного контакта кулачка 4 и выступа 8 для диска 7 в корпусной части 2 выполнена расточка 9 таких размеров, которые позволяют разместить в ней диск 7 с минимальными зазорами. Также предусмотрена фиксация диска 7 в расточке 9 от проворачивания в окружном направлении при помощи, например, среза 14. При таком расположении среза 14 и выступа 8 ось поворота кулачка 4 с ручкой 3 параллельна длине выступа 8. Тогда плоскость качаний ручки 3 перпендикулярна выступу 8.

При использовании предложенного крана в серийных смесителях необходимо применять дополнительную деталь - шток 11 с прокладкой 12, которая также является серийной. Для улучшения дизайна крана возможно использование кожуха 13 (см. фиг. 4).

Таким образом, предложенный кран имеет простую и технологичную конструкцию, не открывается произвольно, исключает утечки жидкости, имеет увеличенный срок службы за счет меньших контактных давлений, надежен в эксплуатации.