смесительный водопроводный кран с шаровым клапаном

Формула изобретения

1. Смесительный водопроводный кран, содержащий корпус с приемной полостью и сообщенными с ней окнами для подачи жидкости, установленный в приемной полости с возможностью поворота шаровой запорный орган, имеющий по меньшей мере частично сферическую поверхность, на которой выполнены отверстия, расположенные с возможностью сообщения с окнами корпуса при перемещении запорного органа в процессе регулирования температуры и расхода жидкости, в корпусе крана выполнено осевое отверстие, а запорный орган снабжен приводным штоком, проходящим через указанное отверстие, отличающийся тем, что он снабжен кольцевой воротниковой опорой, охватывающей шаровой запорный орган, и осевым элементом, ось которого перпендикулярна продольной оси штока, а его концы, выступающие наружу из запорного органа, соединены с кольцевой воротниковой опорой, контактирующей нижней поверхностью с кольцевой опорной поверхностью в корпусе и размещенной с возможностью поворота относительно продольной оси корпуса.

2. Кран по п.1, отличающийся тем, что кольцевая опорная поверхность выполнена на размещенном в приемной полости корпуса кольцевом установочном элементе, имеющем по меньшей мере один выступ, определяющий при повороте запорного органа вокруг продольной оси его крайние угловые положения, соответствующие предельным значениям температуры холодной и горячей воды.

3. Кран по п.2, отличающийся тем, что на воротниковой опоре выполнен по меньшей мере один радиальный выступ, имеющий по меньшей мере одну боковую поверхность для взаимодействия по меньшей мере с одним выступом установочного элемента, определяющим граничные значения температур холодной и горячей воды.

4. Кран по п.3, отличающийся тем, что кольцевой установочный элемент выполнен с расположенным на его нижней стороне выступом, входящим в отверстие корпуса и предотвращающим поворот установочного элемента относительно продольной оси корпуса.

5. Кран по п.1, отличающийся тем, что он снабжен плоским установочным кольцом, контактирующим с верхней поверхностью воротниковой опоры и нижней поверхностью уплотняющего элемента, охватывающего шаровой запорный орган, причем установочное кольцо неподвижно относительно воротниковой опоры и запорного органа.

6. Кран по п.1, отличающийся тем, что осевой элемент жестко закреплен в воротниковой опоре, а шаровой запорный орган установлен на нем с возможностью поворота.

7. Кран по п. 6, отличающийся тем, что осевой элемент выполнен в виде стержня, проходящего через шаровой запорный орган, при этом концы стержня, выступающие наружу из запорного органа, закреплены в воротниковой опоре.

8. Кран по п. 1, отличающийся тем, что осевой элемент выполнен в виде стержня, проходящего через шаровой запорный орган, при этом оба конца стержня, выступающие наружу из запорного органа, соединены с воротниковой опорой.

9. Кран по п.1, отличающийся тем, что шаровой запорный орган выполнен по меньшей мере с одним отверстием для входа холодной воды из одного окна, а также по меньшей мере с одним отверстием для входа горячей воды из другого окна, при этом одно из отверстий выполнено с вогнутым кромочным участком для модуляции потока, проходящего через отверстие.

10. Кран по п.9, отличающийся тем, что шаровой запорный орган выполнен по меньшей мере с двумя отверстиями для входа холодной воды из одного окна и по меньшей мере с двумя отверстиями для входа горячей воды из другого окна, при этом одно из отверстий для входа горячей воды выполнено с вогнутым кромочным участком для модуляции проходящего через отверстие потока.

11. Кран по п.10, отличающийся тем, что отверстия с вогнутым кромочным участком имеют криволинейный контур, образуемый по меньшей мере пятью дугами, проведенными из соответствующих центров, из которых по меньшей мере четыре расположены внутри контура отверстия, а один центр расположен снаружи со стороны вогнутого кромочного участка.

12. Кран по п.10, отличающийся тем, что отверстия с вогнутым кромочным участком выполнены с криволинейным контуром, образуемым по меньшей мере пятью дугами, проведенными из соответствующих центров, из которых по меньшей мере четыре центра расположены внутри контура отверстия, а один центр расположен снаружи контура со стороны вогнутого кромочного участка, остальные отверстия имеют выпуклый контур, образуемый по меньшей мере пятью дугами, проведенными из соответствующих центров, причем по меньшей мере две дуги каждого отверстия соединены в точке, имеющей общую касательную линию.

13. Кран по п. 12, отличающийся тем, что соединенные между собой дуги имеют общую касательную линию в точке их соединения, а дуга, соединенная с прямой линией, имеет в точке соединения касательную линию, совпадающую с прямой линией.

14. Кран по п.13, отличающийся тем, что отверстие запорного органа для полной подачи холодной воды расположено с возможностью входа только холодной воды при перекрытом запорным органом в корпусе окне подачи горячей воды, отверстие для смеси с холодной водой расположено с возможностью входа холодной воды одновременно с входом горячей воды из окна подачи горячей воды, отверстие для полной подачи горячей воды расположено с возможностью входа только горячей воды при перекрытии запорным органом окна подачи холодной воды, отверстие для смеси с горячей водой расположено с возможностью входа горячей воды одновременно с входом холодной воды из окна для подачи холодной воды, при этом отверстие для подачи только холодной воды и отверстие для смешанной горячей воды выполнены с вогнутой кромкой.

15. Кран по п.10, отличающийся тем, что отверстие запорного органа для полной подачи холодной воды расположено с возможностью входа только холодной воды при перекрытии запорным органом в корпусе окна подачи горячей воды, отверстие для смешанной холодной воды расположено с возможностью входа холодной воды одновременно с входом горячей воды из окна подачи горячей воды, отверстие для полной подачи горячей воды расположено с возможностью входа только горячей воды при перекрытии запорным органом окна подачи холодной воды, отверстие для смешанной горячей воды расположено с возможностью входа горячей воды одновременно с входом холодной воды из окна подачи холодной воды, при этом отверстие для подачи только холодной воды выполнено с вогнутой кромкой, расположенной напротив ближней кромки окна для подачи холодной воды при перекрытии запорным органом полной подачи холодной воды, а отверстие для смешанной горячей воды выполнено с вогнутой кромкой, расположенной напротив ближней кромки окна подачи горячей воды при полном открытии запорным органом подачи холодной воды.

16. Кран по п.15, отличающийся тем, что отверстие для смешанной холодной воды выполнено с прямым кромочным участком, который расположен напротив кромки окна для подачи холодной воды при перекрытии запорным органом смешанной подачи воды, а отверстие для смешанной горячей воды выполнено с прямым кромочным участком, который расположен напротив кромки окна для подачи горячей воды при перекрытии запорным органом смешанной подачи воды.

17. Кран по п.16, отличающийся тем, что отверстия с вогнутым кромочным участком имеют контур, образованный по меньшей мере пятью дугами, проведенными из соответствующих центров, по меньшей мере четыре центра расположены в пределах контура соответствующего отверстия, а один центр расположен снаружи контура со стороны вогнутого кромочного участка, остальные отверстия имеют выпуклый контур, образованный по меньшей мере пятью дугами, проведенными из соответствующих центров, каждая дуга соединена с другой дугой в точке, через которую проведена общая касательная линия, а с прямой линией дуга соединена в точке, через которую проведена касательная линия, совпадающая с прямой линией.

18. Шаровой запорный орган для смесительного водопроводного крана, содержащий шаровой элемент с сообщенными между собой отверстиями и с приводным штоком для перемещения указанного элемента при установке его в корпусе крана, отличающийся тем, что он снабжен кольцевой воротниковой опорой, охватывающей шаровой элемент, который размещен в воротниковой опоре с возможностью поворота относительно оси, перпендикулярной оси приводного штока.

19. Запорный орган по п.18, отличающийся тем, что он снабжен осевым элементом, расположенным перпендикулярно продольной оси штока и перпендикулярно сферической поверхности шарового элемента, причем осевой элемент связан с воротниковой опорой с обеспечением поворотного соединения шарового элемента и воротниковой опоры.

20. Запорный орган по п.19, отличающийся тем, что осевой элемент выполнен в виде стержня, проходящего через центр шарового элемента, с концами, выступающими наружу сферической поверхности и подсоединенными к воротниковой опоре.

21. Запорный орган по п.20, отличающийся тем, что концы стержня жестко прикреплены к воротниковой опоре, а запорный орган размещен на стержне с возможностью поворота относительно стержня.

22. Запорный орган по п.21, отличающийся тем, что на воротниковой опоре выполнен по меньшей мере один радиальный кулачковый выступ.

23. Запорный орган по п.18, отличающийся тем, что на воротниковой опоре выполнен по меньшей мере один радиальный кулачковый выступ.

24. Запорный орган по п.18, отличающийся тем, что в нем выполнено по меньшей мере одно отверстие для входа холодной воды из одного окна корпуса и по меньшей мере одно отверстие для входа горячей воды из другого окна, при этом одно из отверстий выполнено с вогнутым кромочным участком для модуляции проходящего через него потока.

25. Запорный орган по п.24, отличающийся тем, что в нем выполнено по меньшей мере два отверстия для входа холодной воды из одного окна корпуса и по меньшей мере два отверстия для входа горячей воды из другого окна корпуса, при этом одно из отверстий для входа холодной воды и одно из отверстий для входа горячей воды выполнены с вогнутым кромочным участком для модуляции потока, проходящего через отверстие.

26. Запорный орган по п.25, отличающийся тем, что отверстия с вогнутым кромочным участком имеют контур, образованный по меньшей мере пятью дугами, проведенными из соответствующих центров, из которых по меньшей мере четыре центра расположены внутри контура отверстия, а один центр снаружи контура со стороны вогнутого кромочного участка.

27. Запорный орган по п.25, отличающийся тем, что отверстия с вогнутым кромочным участком имеют контур, образованный по меньшей мере пятью дугами, проведенными из соответствующих центров, из которых по меньшей мере четыре центра расположены внутри контура соответствующего отверстия, а один центр - снаружи контура отверстия со стороны вогнутого кромочного участка, остальные отверстия, имеющие выпуклый контур, образованы по меньшей мере пятью дугами, проведенными из соответствующих центров, причем по меньшей мере две из друг каждого отверстия соединены в точке, через которую проведена общая касательная линия.

28. Запорный орган по п.27, отличающийся тем, что каждая из дуг соединена с другой дугой в точке, через которую проведена общая касательная линия, и с прямой линией в точке, имеющей касательную линию, совпадающую с прямой линией.

29. Запорный орган по п.28, отличающийся тем, что одно из его отверстий, предназначенное для полной подачи холодной воды, расположено с возможностью входа только холодной воды при перекрытии запорным органом в корпусе окна подачи горячей воды, отверстие для смешанной холодной воды расположено с возможностью входа холодной воды из окна подачи холодной воды одновременно с входом горячей воды из окна подачи горячей воды, отверстие для полной подачи только горячей воды расположено с возможностью входа только горячей воды при перекрытии в корпусе запорным органом окна для подачи холодной воды, отверстие для смешанной горячей воды расположено с возможностью входа горячей воды из окна подачи горячей воды одновременно с входом холодной воды из окна подачи холодной воды, при этом отверстие для полной подачи холодной воды и отверстие для смешанной горячей воды имеют по одному вогнутому кромочному участку.

30. Запорный орган по п.25, отличающийся тем, что одно отверстие для полной подачи холодной воды расположено с возможностью входа только холодной воды при перекрытии в корпусе запорным органом окна подачи горячей воды, отверстие для смешанной холодной воды расположено с возможностью входа холодной воды из окна подачи холодной воды одновременно с входом горячей воды из окна подачи горячей воды, отверстие для полной подачи горячей воды расположено с возможностью входа только горячей воды при перекрытии в корпусе запорным органом окна для подачи холодной воды, отверстие для смешанной горячей воды расположено с возможностью входа горячей воды из окна подачи горячей воды одновременно с входом холодной воды из окна подачи холодной воды, при этом отверстие для полной подачи холодной воды выполнено с вогнутым кромочным участком, расположенным напротив ближайшей кромки окна подачи холодной воды при нахождении запорного органа в положении перекрытия полной подачи холодной воды, отверстие для смешанной горячей воды выполнено с вогнутым кромочным участком, расположенным напротив ближайшей кромки окна для подачи горячей воды при нахождении запорного органа в положении полной подачи холодной воды.

31. Запорный орган по п.30, отличающийся тем, что отверстие для смешанной холодной воды имеет прямой кромочный участок, расположенный напротив кромки окна подачи холодной воды при перекрытии запорным органом отверстия для смешанной холодной воды, а отверстие для смешанной горячей воды имеет прямой кромочный участок, расположенный напротив кромки окна для подачи горячей воды при перекрытии запорным органом отверстия для смешанной горячей воды.

32. Запорный орган по п.31, отличающийся тем, что отверстия с вогнутым кромочным участком выполнены с контуром, образованным по меньшей мере пятью дугами, проведенными из соответствующих центров, по меньшей мере четыре центра расположены в пределах контура соответствующего отверстия, а один центр

снаружи контура со стороны вогнутого кромочного участка, остальные отверстия имеют выпуклый контур, образованный по меньшей мере пятью дугами, проведенными из соответствующих центров, каждая дуга соединена с другой дугой в точке, через которую проведена общая касательная линия, а с прямой линией дуга соединена в точке, через которую проведена касательная линия, совпадающая с прямой линией.

33. Шаровой запорный орган для смесительного водопроводного крана, содержащий шаровой элемент с отверстиями на сферической поверхности и с приводным штоком для перемещения шарового элемента, размещенного в приемной полости корпуса, имеющего окна для подачи воды, сообщаемые с отверстиями шарового элемента при перемещении шарового элемента в процессе регулирования температуры и расхода воды, причем приводной шток расположен в отверстии корпуса, отличающийся тем, что одно из отверстий шарового элемента имеет вогнутый кромочный участок для модуляции потока, проходящего через отверстие, указанное отверстие имеет контур, образованный по меньшей мере пятью дугами, проведенными из соответствующих центров, при этом по меньшей мере четыре центра расположены внутри контура отверстия, а один центр снаружи контура отверстия со стороны вогнутого кромочного участка.

34. Запорный орган по п.33, отличающийся тем, что контур отверстия с вогнутым кромочным участком образован по меньшей мере пятью дугами, проведенными из соответствующих центров, из которых по меньшей мере четыре расположены внутри контура отверстия, а один центр снаружи со стороны вогнутого кромочного участка, остальные отверстия имеют выпуклый контур, образованный по меньшей мере пятью дугами, проведенными из соответствующих центров, при этом по меньшей мере две дуги каждого отверстия соединены в точке, имеющей общую касательную линию.

35. Запорный орган по п.33, отличающийся тем, что каждая из дуг соединена с другой дугой в точке, через которую проведена общая касательная линия, и с прямой линией в точке, имеющей касательную линию, совпадающую с прямой линией.

36. Запорный орган по п.35, отличающийся тем, что одно из отверстий для входа холодной воды и одно из отверстий для входа горячей воды имеют по одному вогнутому кромочному участку для модуляции проходящих через них потоков воды.

37. Запорный орган по п.35, отличающийся тем, что отверстие для полной подачи холодной воды расположено с возможностью входа только холодной воды при перекрытии запорным органом в корпусе окна подачи горячей воды, отверстие для смешанной холодной воды расположено с возможностью одновременного входа холодной и горячей воды из соответствующих окон корпуса, отверстие для полной подачи горячей воды расположено с возможностью входа горячей воды при перекрытии запорным органом в корпусе окна подачи холодной воды, а отверстие для смешанной горячей воды расположено с возможностью одновременного входа горячей и холодной воды из соответствующих окон корпуса, при этом отверстие для полной подачи холодной воды и отверстие для смешанной горячей воды имеют по одному вогнутому кромочному участку.

38. Запорный орган по п.33, отличающийся тем, что отверстие для полной подачи холодной воды расположено с возможностью входа холодной воды при перекрытии запорным органом в корпусе окна подачи горячей воды, отверстие для смешанной холодной воды расположено с возможностью одновременного входа холодной воды и горячей воды из соответствующих окон корпуса, отверстие для полной подачи горячей воды расположено с возможностью входа только горячей воды при перекрытии запорным органом в корпусе окна подачи холодной воды и отверстие для смешанной горячей воды расположено с возможностью одновременного входа горячей воды и холодной воды из соответствующих окон корпуса, при этом отверстие для полной подачи холодной воды выполнено с вогнутым кромочным участком, расположенным напротив ближней кромки окна подачи холодной воды при перекрытии запорным органом окна подачи холодной воды, а отверстие для смешанной горячей воды имеет вогнутый кромочный участок, расположенный напротив ближней кромки окна подачи горячей воды при нахождении запорного органа в положении полной подачи холодной воды.

39. Запорный орган по п.38, отличающийся тем, что отверстие для смешанной холодной воды выполнено с прямым кромочным участком, расположенным напротив кромки окна подачи холодной воды при перекрытии запорным органом указанного отверстия для смешанной холодной воды, а отверстие для смешанной горячей воды выполнено с прямым кромочным участком, расположенным напротив кромки окна подачи горячей воды при перекрытии запорным органом отверстия для смешанной горячей воды.

40. Запорный орган по п.39, отличающийся тем, что отверстия с вогнутым кромочным участком выполнены с контуром, образованным по меньшей мере пятью дугами, проведенными из соответствующих центров, по меньшей мере четыре центра расположены в пределах контура соответствующего отверстия, а один центр

снаружи контура со стороны вогнутого кромочного участка, остальные отверстия имеют выпуклый контур, образованный по меньшей мере пятью дугами, проведенными из соответствующих центров, каждая дуга соединена с другой дугой в точке, через которую проведена общая касательная линия, а с прямой линией дуга соединена в точке, через которую проведена касательная линия, совпадающая с прямой линией.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к смесительному крану, предназначенному для пропускания жидкостей, включающему в себя шаровой клапанный элемент, а точнее к шаровому клапанному механизму, который имеет возможность поворотного движения вокруг фиксированной оси корпуса клапана, а также содержит окна, которым придана определенная форма для создания желаемой формы потока в зависимости от положения шарового клапана.

Краны с одной рукояткой, обычно называемые смесительными клапанами, которые управляют потоком как горячей, так и холодной воды, имеют широкий потребительский спрос. Краны обычно конструируются таким образом, чтобы рукоятка или головка могли перемещаться в двух разных направлениях, для того чтобы регулировать смесь горячей и холодной воды по температуре, а также расход.

Двумя основными типами смесительных клапанов с одной рукояткой, которые имеют широкий потребительский спрос, являются пластинчатые клапаны и шаровые клапаны. Водопроводные краны с шаровым клапаном известны, как легко собираемые, надежные и долговечные, имеющие клапан в виде одной детали. Рукоятка жестко крепится к шаровому клапанному элементу без промежуточных подвижных деталей, что позволяет создать надежную и долговечную конструкцию. С другой стороны, в водопроводном кране с пластинчатым клапаном предлагается приводной механизм, который обеспечивает возможность движения рукоятки в двух заданных направлениях, причем эти краны во всем мире пользуются широким потребительским спросом. Это международно принятое движение рукоятки обеспечивает возможность ее орбитального движения вокруг фиксированной оси корпуса клапана, а также качания, то есть поворотного движения относительно оси, которая перемещается по отношению к корпусу клапана, когда рукоятка совершает орбитальное движение относительно фиксированной оси. Подвижная ось перпендикулярна фиксированной оси корпуса клапана.

Особенность этого типа движения рукоятки позволяет водопроводному крану закрываться с запоминанием соотношения горячей и холодной воды посредством положения рукоятки, таким образом, что когда кран опять открывается, пользователь может получить ту же самую смесь потока горячей и холодной воды. Этот тип движения обеспечивает коммерческий успех кранам с пластинчатым клапаном, несмотря на наличие более сложного рычага, расположенного между рукояткой и пластинчатым клапанным элементом.

Недавно разработаны шаровые клапаны, которые обеспечивают возможность действия рукояткой таким же образом, как и в случае выше упомянутых пластинчатых клапанов смесителя. Система описана в патенте США N 4449551, выданном на имя Лорха 22 мая 1984. Другая система раскрыта в заявке PCT/US 91/07816, поданной 22 октября 1991 г. на имя Альфонса Кнэппа и упомянутой в качестве ссылки. В этих системах скомбинированы преимущества желаемого с точки зрения эргономики движения рукоятки и высокой надежности конструкции водопроводного крана с шаровым клапаном.

Наряду с надежностью крана, смесительный клапан должен обладать и другими характеристиками, которые бы обеспечили коммерческий спрос на него. Максимальная скорость потока должна быть достаточно высокой, а уровень шума при работе должен быть весьма низким. Другой отличительный признак должен заключаться в том, чтобы водопроводный кран работал в благоприятных условиях с точки зрения эргономики или позволял бы перемещать рукоятку интуитивно. Благоприятная характеристика с точки зрения эргономики предлагает наличие нескольких нижеперечисленных свойств. Во-первых, скорость потока и температура смеси должны зависеть от непрерывного движения рукоятки. Неприемлемы резкие или внезапные изменения, как скорости потока, так и температуры смеси, получаемые при небольших величинах перемещения рукоятки. Желательно, чтобы при регулировании температуры смеси, скорость потока оставалась приблизительно постоянной. С другой стороны, когда регулируется скорость потока, недопустимо весьма резкое и непредсказуемое изменение температуры. Возле положения рукоятки, соответствующего подаче холодной воды должна существовать мертвая зона, где не происходит смешения с горячей водой, это позволит ограничить угловое перемещение рукоятки из положения, соответствующего полной подачи воды.

Желательно, чтобы положение перемешивания имело комфортную зону, при этом зона большего перемещения рукоятки должна создавать заданное температурное изменение по сравнению с перемещением рукоятки в горячей или холодной зоне. Комфортная зона обеспечивает более точную регулировку крана, когда температура находится в пределах определенного диапазона. График зависимости температуры выпускаемой воды от движения рукоятки будет похож на кривую в виде буквы S. Однако комфортная зона не должна быть чрезмерно пологой, иначе происходит недостаточное изменение температуры и тогда оператор будет выполнять излишнее выравнивание при чрезмерном движении рукоятки, покидая при этом комфортную зону и получая неожиданные изменения температуры выпускаемой воды. Также желательно, чтобы движение рукоятки не создавало изменений температуры для объема при заданной комфортной температуре.

Все вышеупомянутые необходимые характерные особенности должны быть достигнуты за счет выбора шарового клапанного элемента с надлежащим размером, определения приводного движения рукоятки для регулирования объема и температуры, и задания диапазона углового и вращательного движения для двух определенных приводных движений рукоятки. Надлежащие места расположения и конфигурации входных окон корпуса клапана, а также входных отверстий шарового клапанного элемента также обеспечивают вышеупомянутые желаемые свойства.

Выбор размера шара несколько ограничен тем, что требуется сбалансировать желание уменьшить размер корпуса клапана и необходимость обеспечить адекватный поток воды через клапанный элемент. Задаваемое приводное движение рукоятки, желаемое с точки зрения потребительских свойств, представляет собой угловое движение вокруг вертикальной оси в основном для температурного изменения и качательное движение вокруг горизонтальной оси в основном для регулирования скорости потока. Диапазон углового движения для изменения температуры ограничивается с эргономической точки зрения углом, максимальная величина которого составляет сто восемьдесят градусов (180^o), однако желательно, чтобы этот диапазон составлял девяносто (90^o) градусов. Следовательно характеристики желаемого водопроводного крана, позволяющие исключить внезапные температурные изменения или изменения расхода и обеспечить желаемую комфортную зону с задаваемыми изменениями температуры и скорости потока при работе смесительного клапана, наиболее быстро достигаются и регулируются посредством надлежащего выбора размера, места расположения и конфигурации как входных окон в корпусе, так и входных отверстий в шаровом клапане.

Необходим шаровой клапан для смесительного водопроводного крана, который имеет желаемое с точки зрения потребительских свойств приводное движение, который легко монтируется и который обеспечивает надлежащую долговечность имеющихся уплотняющих элементов.

Также необходим смесительный клапан с одной рукояткой для крана, который включает в себя шаровой клапан с входными отверстиями определенной формы, обеспечивающий интуитивно задаваемые скорости течения и температуру выпускаемой через него воды.

Согласно одному из аспектов изобретения смесительный водопроводный кран содержит шаровой клапанный элемент, установленный в приемной полости корпуса с обеспечением возможности его поворота. Корпус имеет множество окон, сообщающихся с полостью посредством жидкости. Шаровой клапанный элемент имеет множество отверстий в наружной, по меньшей мере, частично сферической клапанной поверхности, при этом отверстия взаимодействуют с окнами для регулирования как скорости течения, так и температуры протекающей жидкости. Корпус клапана имеет сквозное управляющее отверстие, при этом продольная ось корпуса клапана проходит через управляющее отверстие. Шаровой клапанный элемент имеет первый выступ в виде присоединенного к нему управляющего штока, идущего через управляющее отверстие. Приводная рукоятка крепится к управляющему штоку. Шаровой клапанный элемент имеет отходящий от него второй выступ и его ось по существу перпендикулярна продольной оси штока. Второй выступ имеет боковой наружный конец, подсоединенный к круговой воротниковой опоре, которая расположена вокруг шарового клапанного элемента. Воротниковая опора имеет нижнюю поверхность, контактирующую с возможностью скольжения с кольцевой опорной поверхностью в корпусе, расположенной вокруг шарового клапана.

Предпочтительно, чтобы кольцевая опорная поверхность представляла собой отдельный установочный элемент, монтируемый в полости клапана, и имела, по меньшей мере, один выступ для частичного установления граничных значений температур холодной и горячей воды, для того чтобы обеспечить ограничение поворотного движения шарового клапанного элемента вокруг продольной оси корпуса смесительного клапана и предотвращение его выхода за границы. Воротниковая опора имеет, по меньшей мере, один радиальной выступ, имеющий, по меньшей мере, одну боковую поверхность для взаимодействия с выступом установочного элемента. Кольцевой установочный элемент имеет идущий вниз выступ, входящий в отверстие корпуса, для фиксации кольцевого элемента относительно корпуса с возможностью его поворота вокруг продольной оси корпуса.

Плоское установочное кольцо предпочтительно расположено таким образом, что его нижняя поверхность с возможностью скольжения примыкает к верхней поверхности воротниковой опоры, а верхняя поверхность плоского установочного кольца примыкает к нижней поверхности уплотняющего элемента, расположенного вокруг шарового клапанного элемента. Плоское установочное кольцо расположено таким образом, чтобы оно было относительно неподвижным, когда воротниковая опора и шаровой клапанный элемент вращаются вокруг продольной оси корпуса.

Второй выступ шарового клапанного элемента жестко закреплен в воротниковой опоре и с обеспечением возможности относительно поворота подсоединен к шаровому клапанному элементу. Второй выступ образован периферийным концом стержня, который проходит через шаровой клапанный элемент, стержень имеет противоположные периферийные концы, которые выступают наружу от поверхности шарового клапанного элемента, при этом каждый из них крепится к воротниковой опоре.

Желательно, чтобы большое количество отверстий шарового клапанного элемента имело форму и располагалось на шаровом клапанном элементе по отношению к окнам в корпусе клапана таким образом, что когда шаровой клапанный элемент находится в определенном положении для создания смеси горячей и холодной воды посредством смесительного клапана, этот шаровой клапанные элемент обеспечивал бы смещение температуры по направлению к заданной комфортной температуре, если шаровой клапанный элемент отрегулирован из задросселированного положения, находящегося в непосредственной близости от положения отсечки, по направлению к положению обеспечения полного потока.

Предпочтительно, чтобы шаровой клапанный элемент имел два отверстия для обеспечения возможности входа холодной воды из окна, подающего холодную воду, а также два отверстия для обеспечения возможности входа в него горячей воды из окна корпуса, подающего горячую воду. Одно из отверстий на шаровом клапанном элементе, имеет вогнутый кромочный участок для модулирования проходящего через него потока. Желательно, чтобы одно из отверстий с вогнутой кромкой обеспечивало возможность ввода через него холодной воды, а другое из отверстий с вогнутой кромкой обеспечивало возможность входа через него горячей воды.

Отверстия с соответствующей вогнутой кромкой имеют контур, образуемый, по меньшей мере, пятью радиальными дугами, проведенными из соответствующих центров. По меньшей мере, четыре центра расположены внутри контура упомянутого отверстия, а один радиальный центр расположен снаружи контура отверстия с боковой стороны вогнутого кромочного участка. Предпочтительно, чтобы остальные отверстия имели выпуклые контуры, образуемые, по меньшей мере, пятью дугами, проведенными из соответствующих центров, при этом, по меньшей мере, две дуги каждого отверстия соединены в точке, разделяющей общую касательную линию. Предпочтительно, чтобы каждая из дуг подсоединялась к другой дуге в точке, разделяющей общую касательную линию, или, как вариант: к прямому кромочному участку в точке, имеющей касательную линию, совпадающую с прямой кромкой.

В одном из вариантов осуществления изобретения в число отверстий входит отверстие для подачи полностью холодной воды, расположенное с возможностью поступления в него только холодной воды, когда окно для горячей воды перекрыто, отверстие для смеси с холодной водой, сконструированное и расположенное с возможностью поступления холодной воды одновременно с поступлением горячей воды из окна для горячей воды, отверстие для подачи полностью горячей воды, сконструированное и расположенное с возможностью поступления только горячей воды, когда окно для холодной воды перекрыто, а также отверстие для смеси с горячей водой, сконструированное и расположенное с возможностью поступления горячей воды одновременно с холодной водой, поступающей из окна для холодной воды. Отверстие для полностью холодной воды имеет соответствующую вогнутую кромку, при этом отверстие для смеси с горячей водой также имеет соответствующую вогнутую кромку. Кроме того, отверстие для смеси с холодной водой имеет прямой кромочный участок, расположенный напротив кромки отверстия для холодной воды когда шаровой клапанный элемент находится в положении перекрытия смешения, при этом отверстие для смеси с горячей водой имеет прямой кромочный участок, расположенный напротив кромки окна для горячей воды, когда шаровой клапанный элемент находится в положении перекрытия смешения.

Далее даны ссылки на прилагаемые чертежи, на которых: на фиг. 1 представлен боковой вид в вертикальном сечении отдельных участков смесительного клапана, выполненного согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения; на фиг. 2 представлен вид в перспективе смесительного клапана, показанного на фиг. 1; на фиг. 3 представлен вид в поперечном сечении нижнего корпусного элемента смесительного клапана по линии 3-3 на фиг. 1; на фиг. 4 представлен вид в плане нижнего корпусного элемента смесительного клапана; на фиг. 5 представлен частичный вид в плане смесительного клапана с удаленными колпачковым и уплотняющим элементами, иллюстрирующий шаровой клапанный элемент в положении подачи полностью холодной воды; на фиг. 6 представлен вид, аналогичный виду на фиг. 5, иллюстрирующий шаровой клапанный элемент, повернутый в положение подачи полностью горячей воды; на фиг. 7 представлен боковой вид шарового клапанного элемента, установленного в положение полного пропускания; на фиг. 8 представлен боковой вид шарового клапанного элемента, установленного в положение отсечки; на фиг. 9 представлен вид снизу сферического участка шарового клапанного элемента с удаленной воротниковой опорой; на фиг. 10 в увеличенном масштабе представлен вид отверстия, предназначенного для прохода потока воды, смешанного с холодной водой; на фиг. 11 в увеличенном масштабе представлен вид отверстия для прохода полностью холодной воды; на фиг. 12 в увеличенном масштабе представлен вид отверстия, предназначенного для прохода потока воды, смешанного с горячей водой; на фиг. 13 в увеличенном масштабе представлен вид отверстия для прохода полностью горячей воды; на фиг. 14 представлен вид в перспективе через окно для холодной воды на шаровой клапанный элемент, находящийся в положении полной отсечки холодной подачи; на фиг. 15 представлен вид, аналогичный виду на фиг. 14, где шаровой клапанный элемент находится в положении полной отсечки смешения; на фиг. 16 представлен вид, подобный фиг. 14, где шаровой клапанный элемент находится в положении полной отсечки горячей подачи; на фиг. 17 представлен вид, подобный фиг. 14, где шаровой клапанный элемент находится в положении полной холодной подачи; на фиг. 18 представлен вид, подобный фиг. 15, с шаровым клапанным элементом, находящимся в положении полного смешения; на фиг. 19 представлен вид, подобный фиг. 14, с шаровым клапанным элементом, находящимся в положении полной горячей подачи; на фиг. 20 представлен вид в перспективе через окно для горячей воды корпуса на шаровой клапанный элемент, находящийся в положении полной отсечки холодной подачи; на фиг. 21 представлен вид, подобный фиг. 20, где шаровой клапанный элемент находится в положении полной отсечки смешения; на фиг. 22 представлен вид, подобный фиг. 20, где шаровой клапанный элемент находится в положении полной отсечки горячей подачи; на фиг. 23 представлен вид, подобный фиг. 20, где шаровой клапанный элемент находится в положении полной холодной подачи; на фиг. 24 представлен вид, подобный фиг. 20, где шаровой клапанный элемент находится в положении полного смешения; на фиг. 25 представлен вид, подобный фиг. 20, где шаровой клапанный элемент находится в положении полной горячей подачи; на фиг. 26 представлен вид в плане шаблонной направляющей; на фиг. 27 представлен график, иллюстрирующий профиль скорости потока при различных температурах; на фиг. 28 представлен график, иллюстрирующий температурный профиль при различных скоростях потока.

Как видно на фиг. 1, смесительный клапан 1 для смесительного водопроводного крана 2, содержит корпус 3 и шаровой клапанный элемент 4, установленный с возможностью перемещения.

Шаровой клапанный элемент 4 размещен в полости 5 корпуса 3, образуемой между нижним основанием 6 и верхним корпусным элементом, например, колпачком 7. Основание 6 имеет два впускных окна 8 и 9, сообщенные с полостью 5.

Каждое окно снабжено эластомерной прокладкой 10, имеющей отверстие диаметром 6,5 мм.

Оси окон 8 и 9 расположены приблизительно под углом 40^o относительно плоскости, проходящей через нижнюю точку полости 5. Кроме того, как видно на фиг. 4, окна расположены по окружности, и находятся под углом примерно 15^o к передней и соответственно к задней вертикальной плоскости.

Как видно на фиг. 3, в основании 6 также выполнены два выпускных отверстия 11 и 12, проходящие через него.

К окнам 8 и 9 подсоединены два трубопровода 13 и 14. Два выпускных отверстия 11 и 12 сообщены с полостью 5 поперечным выходным каналом 15.

Трубчатая оболочка 16 установлена на корпус 3 и уплотнена относительно него. Между корпусом 3 и трубчатой оболочкой 16 образована кольцевая камера 17, сообщенная с поперечным каналом 15. К оболочке прикреплен излив 18, сообщенный с кольцевой камерой 5 через отверстие 19.

Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, шаровой клапанный элемент имеет сферическую часть 20. Шаровой клапанный элемент 4 снабжен штоком 21, выступающим на его поверхности. Шток 21 расположен перпендикулярно части 20 с пересечением осью 22 центра 23 сферической части 20. Диаметр сферической части приблизительно равен 25 мм. Воротниковая опора 24 охватывает сферическую часть 20 клапанного элемента в месте расположения на шаре окружности 25 наибольшего диаметра. Указанная окружность 25 расположена в плоскости, перпендикулярной оси 22 штока. Воротниковая опора 24 расположена между двумя кольцевыми установочными элементами 26 и 27. На верхней поверхности установочного элемента 27 размещена уплотняющая прокладка 28 из эластомерного материала.

Уплотняющая прокладка 28 закреплена в требуемом положении направляющей 29, которая размещена внутри колпачка 7 и закреплена резьбовым кольцевым элементом 30.

Проворот направляющей 29 предотвращен посредством шпонки 31, установленной в прорези 32 возле верхнего края нижнего основания 6.

Между направляющей 29 и кольцевым элементом 30 установлен выполняющий роль пружины гофрированный диск 33, обеспечивающий смещение направляющей 29 и уплотняющей прокладки 28 вниз к сферической части 20 шарового клапанного элемента 4. Колпачок 7 соединен резьбой с основанием 6. На колпачке 7 расположена декоративная оболочка 34.

В установочном кольце 27, уплотняющей прокладке 28, направляющей 29, гофрированном диске 33, колпачке 7, кольцевом элементе 30 и оболочке 34 соответственно имеются соосные отверстия 35, 36, 37, 38, 39, 40 и 41, через которые проходит управляющий шток 21 шарового клапанного элемента 4 из корпуса наружу. Через указанные отверстия также проходит продольная ось 42 водопроводного крана.

К штоку 21 прикреплена рукоятка 43, имеющая рабочий рычаг 44 и часть 45 в виде крышки.

Посредством ручного перемещения рукоятки 45 любое из впускных окон 8 и 9 или оба окна 8 и 9 могут быть соединены с выпускными отверстиями 11 и 12 и изливом 18 через впускные отверстия 46, 47, 48 и 49 и выпускное отверстие 50 в шаровом клапанном элементе 4.

Как видно на фиг. 5, 6, 7, 8 и 9 часть 20 клапанного элемента, имеющая сферическую поверхность, содержит стержень 51, проходящий через ее центр.

Продольная ось 52 стержня 51 перпендикулярна продольной оси 42. Стержень 51 имеет два цилиндрических конца 53, выступающие на сферической части 20 на окружности максимального диаметра. Концы 53 стержня установлены внутри двух отверстий 54, расположенных диаметрально противоположно в воротниковой опоре 24.

Концы 53 стержня выходят из отверстий 55, выполненных в сферической части 20, с обеспечением поворота клапанного элемента относительно продольной оси 52.

Это поворотное движение, клапанного элемента относительно воротниковой опоры осуществляется штоком 21, как показано на фиг. 7 и фиг. 8.

На фиг. 8 показано выключенное положение шарового клапанного элемента, шток 21 которого отклонен от вертикальной оси 42. На фиг. 7 показано полностью включенное положение шарового клапанного элемента, шток 21 которого отклонен назад приблизительно на 10^o от вертикальной оси 42.

Шаровой клапанный элемент 4 может поворачиваться вокруг вертикальной оси 42 из положения, соответствующего подаче холодной воды, показанного на фиг. 5, в положение, соответствующее подаче горячей воды, показанное на фиг. 6. Угол поворота вокруг оси 42 может быть ограничен до требуемой величины, составляющей, например, 90^o или 180^o.

Один из способов ограничения угла поворота заключается в выполнении на воротниковой опоре 24 одного радиального выступа 56, который может контактировать с поверхностью 57 направленного вверх выступа 58 установочного элемента 26.

Как видно на фиг. 2 установочный элемент 26 имеет два выступа 58 и 59, расположенные под углом 180^o друг к другу.

Установочный элемент 26 закреплен внутри полости 5 посредством направленного вниз выступа 60, который входит в отверстие 61 внутри полости 5.

Воротниковая опора 24, перемещается по окружности при перемещении шарового клапанного элемента вокруг вертикальной оси 42. Эластомерное уплотнение 28 при этом неподвижно. Для предотвращения фрикционного износа нижней поверхности эластомерного уплотнения 28 воротниковой опоры 24, между ними размещен гладкий металлический кольцевой установочный элемент 27. При повороте шарового клапанного элемента вокруг оси 42, воротниковая опора 24 скользит по установочному элементу 27.

Как вариант, либо дополнительно к установочному элементу 26, поворот шарового клапанного элемента вокруг оси 42 может быть также ограничен радиально расположенными кромками 62, 63, 64 и 65 отверстия 37 в направляющей 29, как показано на фиг. 2 и фиг. 26.

Перемещение штока 21 прекращается при контакте его с кромками 62, 63, 64, и 65. Кромки 62 и 63 определяют границы подачи холодной воды, а кромки 64 и 65 являются ограничительными при подаче горячей воды.

Кромки 62, 63, 64 и 65 обеспечивают возможность вращения шарового клапанного элемента вокруг вертикальной оси 42 приблизительно на 90^o. Кроме того отверстие 37 имеет идущие по окружности кромки 66 и 67, ограничивающие угол отклонения стержня 51 вокруг продольной оси 52 из выключенного положения до положения полного включения, как показано на фиг. 7 и фиг. 8.

Воротниковая опора 24, кольцевой установочный элемент 26 и направляющая 29 определяют траекторию движения управляющего штока 21 с рукояткой 43 и протяженность движения штока 21 с рукояткой 43 между положением полного выключения, полного включения холодной воды и полного включения горячей воды.

Управляющий шток 21 может занимать любое положение внутри отверстия 37 направляющей 29 при направлении потока воды из впускных окон 8 и 9 к выпускным отверстиям 11 и 12.

Профиль скоростей потока в промежутках между отключенным положением и полностью включенным, а также между положениями полной подачи холодной воды и полной подачи горячей воды при различных скоростях течения определен выбором размеров, местоположением и конфигурацией впускных окон 8 и 9 полости 5 и впускных отверстий 46, 47, 48 и 49 в шаровом клапанном элементе. Отверстия 46, 47, 48, 49 и 50 шарового клапанного элемента лежат вдоль окружности 68, ось которой расположена под углом примерно 80^o к оси 22 штока.

Плоскость, в которой лежит окружность 68, параллельна оси 52 стержня 51.

Местоположение отверстий могут быть заданы угловыми координатами. Выпускное отверстие 50 может быть разделено пополам базовой плоскостью.

Отверстия 46 и 47 расположены соответственно под углами 50^o и 106^o, измеряемыми в направлении по часовой стрелке от базовой плоскости, делящей пополам выпускное отверстие 50, как показано на фиг. 9. Отверстия 48 и 49 расположены соответственно под углами 60^o и 107^o, измеряемыми в направлении против часовой стрелки от базовой плоскости, делящей пополам выпускное отверстие 50.

Вертикальное положение может быть определено относительно плоскости 69, проходящей через окружность наибольшего диаметра 25 и центр 23 сферической части 20 перпендикулярно оси штока.

Выпускное отверстие 50 расположено под углом 38^o к базовой плоскости 69. Отверстия 46 и 47 расположены под углом 60^o. Отверстие 48 расположено под углом порядка 39^o. Отверстие 49 расположено под углом порядка 40^o. Все углы измеряются между плоскостью 69 и линиями, соединяющими центры соответствующих отверстий с центром 23 сферической части 20.

Выпускное отверстие 50, предназначенное для выпуска воды из внутренней части шарового клапанного элемента 4, имеет круглую форму, а впускные отверстия 46, 47, 48 и 49 имеют более сложную асимметричную форму.

Как видно на фиг. 10, впускное отверстие 47 для смеси с холодной водой имеет контур 70, состоящий из нескольких участков 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79.

Контур 70 имеет сложную выпуклую форму. Участок 71 имеет вид дуги с радиусом 1,42 мм, проведенным из центра, обозначенного позицией 80. Участок 72 имеет вид дуги с радиусом 3,3 мм, проведенной из центра, обозначенного позицией 81. Точка соединения 82 участков 71 и 72 представляет собой точку, делящую линию, являющуюся их общей касательной. Участок 72 подсоединен к прямому участку 73. Точка соединения 83 участков 72 и 73 находится там, где касательная линия участка 72 дуги совпадает с прямым участком 73 контура отверстия. Участок 74 выполнен в виде дуги с радиусом 1,02 мм, проведенным из центра, обозначенного позицией 84. Дуга 74 соединена с прямым участком 73 в точке, обозначенной позицией 85. Дуга 74 соединена с дугой 75, проведенной радиусом 9,12 мм из центра, обозначенного позицией 86. Дуги соединены в точке 87, к которой может быть проведена общая касательная. Дуга 75 соединена с участком дуги 76, проведенной радиусом 1,6 мм из центра, обозначенного позицией 88. Дуги соединены в точке 89, к которой проведена общая касательная.

Дуга 76 соединена с прямым участком 77 контура в точке 90, где касательная линия совпадает с прямым участком контура. Прямой участок 77 соединен в точке 91 с дугой 78, имеющей радиус 1,35 мм, проведенный из точки 92.

Дуги 78 и 71 соединены с прямым участком 79 в точках 93 и 94.

Центры дуг измеряются в следующих координатах. Ось абсцисс лежит в вертикальной плоскости 95, проходящей через ось 22, управляющего штока 21 и ось 96, проходящая перпендикулярно оси 22. На оси 96 расположен центр 97 отверстия 47.

Все координаты измеряются в миллиметрах. Центры 80, 81, 84, 86, 88 и 92 имеют следующие координаты: (0,99; 0,91), (-0,86; 1,27), (1,24; -1,47); (6,81; -0,51); (-0,71; -0,41) и (0,94; 1,07).

Отверстие 46 для полного потока холодной воды, показанное на фиг. 11, имеет контур, обозначенный позицией 98. Контур 98 состоит из участков 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105.

Участок 99 представляет собой дугу, имеющую радиус 0,71 мм проведенный из центра, расположенного в точке, обозначенной позицией 106. Дуга 99 соединена с дугой 100, имеющей радиус 7,44 мм проведенный из центра, находящегося в точке, обозначенной позицией 107. Дуги 99 и 100 соединены друг с другом в точке 108, в которой к дугам может быть проведена общая касательная.

Дуга 100 соединена с дугой 101, имеющей радиус 2,46 мм, проведенный из центра, находящегося в месте, обозначенном позицией 109. Дуги соединены в точке 110, имеющей общую касательную. Дуга 101 соединена с дугой 102, имеющей радиус 2,87 мм, проведенной из центра, находящегося в точке, обозначенной позицией 111. В точке 112 соединения дуг может быть проведена общая касательная линия.

Дуга 102 соединена с дугой 103, радиус которой равен 3,51 мм и проведен из центра, находящегося в точке, обозначенной позицией 113.

Через точку 114, в которой соединены дуги 102 и 103, проходит их общая касательная линия. Дуга 103 соединена с дугой 104, радиус которой равен 2,79 мм и проведен из центра, находящегося в точке, обозначенной позицией 115. Через точку 116 соединения дуг 103 и 104 проходит их общая касательная линия. Участки 99, 100, 101, 102, 103, и 104 имеют выпуклую форму с наружной стороны отверстия. Участок 105 представляет собой вогнутую дугу, радиус которой равен 2,77 мм, а центр, из которого проведен радиус, находится в точке, обозначенной позицией 117. Участок 105 соединен с участками 104 и 99 в точках 118 и 119, через которые проходят общие касательные линии.

Координаты центров дуг 106, 107, 109, 111, 113, 115 и 117 составляют (-0,86; 2,74), (-2,90; -3,66), (0,13; 0,33), (-0,08; -0,08), (-0,36; 0,53), (0,08; 0,71), (-4,34; 2,67), при этом ось абсцисс лежит на центральной вертикальной плоскости 120, а на оси 121, расположенной перпендикулярно плоскости 120, и проходящей через центр 122 расположена ось координат. Координаты задаются в миллиметрах.

Отверстие 48 имеет выпуклый контур 123, состоящий из участков дуг 124, 125, 126, 127, 128 и 129. Указанные дуги соответственно имеют радиусы.

Дуга 124 проведена радиусом 2,92 мм из центра 130. Дуга 125 имеет радиус 1,8 мм, проведенный из центра 131. Дуга 126 имеет радиус 1,17 мм, проведенный из центра 132. Из центра 133 проведена дуга 127 с радиусом 1,55 мм. Из центра 134 проведена дуга 128 с радиусом 4,52 мм.

Через точку 135 соединения дуг 124 и 125 проходит их общая касательная.

Через точки 136, 137 и 138 соединения дуг 126, 127, 128 и 129 также проходят их общие касательные. Дуги 124 и 129 соединены с прямым участком 139 кромки в точках 140 и 141, где касательные к дуге совпадают с прямым участком 139. Аналогично дуги 125 и 126 соединены с прямым участком 142 в точках 143 и 144, где касательные к дугам совпадают с прямым участком 142.

Координаты центров 130, 131, 132, 133, 134 и 145 имеют следующие значения: (-0,28; -0,25), (-0,36; -1,40), (-1,52; 1,63), (-1,22; 1,37), (-0,66; -1,55) и (-0,10; 0,71).

Отсчет производится следующим образом.

Первая координата лежит на оси, расположенной в центральной вертикальной плоскости 146, проходящей через ось штока, а вторая координата лежит на оси 147, проходящей через центр 148 перпендикулярно плоскости 146. Координаты заданы в миллиметрах.

Отверстие 49, показанное на фиг. 12, имеет контур, обозначенный позицией 149. Контур 149 содержит выпуклые участки в виде дуг 150, 151, 152, 153, 154, проведенных соответственно из центров 155, 156, 157, 158 и 159 и имеющих соответствующие радиусы 1,37 мм, 8,05 мм, 1,52 мм, 2,84 мм, 0,94 мм. Вогнутый участок 160 имеет вид дуги, проведенной из центра 161 и имеющей радиус 2,34 мм. Участки 150, 151, 152, 153, 154 и 160 соединены в точках 162, 163, 164, 165, 166 и 167 нахождения их общих касательных. Дуги 150 и 160 соединены с прямым участком 168 в точках 169 и 170, где касательные линии совпадают с прямым участком.

Координаты центров 155, 156, 157, 158, 159 и 161 составляют (1,40; 0,76), (-3,53; 5,28), (-0,97; -0,74), (0,28; 0,28), (-1,45; 0,74) и (-0,89; 3,73).

Отсчет производится в следующей системе координат. Первая координата лежит на первой оси, расположенной в центральной вертикальной плоскости 171, проходящей через ось штока, а вторая координата лежит на оси 172, проходящей через центр 173 перпендикулярно плоскости 171.

Координаты заданы в миллиметрах.

на чертежах фиг. 14 фиг. 19 показан шаровой клапанный элемент, находящийся в различных положениях относительно впускного окна 8. предназначенного для входа холодной воды.

Шаровой клапанный элемент может совершать вращение вокруг вертикальной оси 42, при этом перекрывая подачу холодной воды, как это показано на фиг. 14, или перекрывая подачу смешанной воды, как это показано на фиг. 15, или перекрывая подачу горячей воды, как это показано на фиг. 16.

Кроме того, шток 21 может совершать угловое отклонение вокруг стержня 51 из положения, показанного на фиг. 14, в положение включения подачи холодной воды, показанной на фиг. 17, а также из положения, показанного на фиг. 15, в положение полной подачи смешанной воды, показанное на фиг. 18 и из положения, показанного на фиг. 16, в положение включения подачи горячей воды, показанное на фиг. 19.

Чертежи представленные на фиг. 20 фиг. 25 иллюстрируют шаровой клапанный элемент в различных положениях со стороны впускного окна 9 для подачи горячей воды.

Шаровой клапанный элемент 4 может совершать вращение вокруг вертикальной оси 42, перекрывая подачу воды. На фиг. 20 показано, что шаровой клапанный элемент перекрывает подачу холодной воды. На фиг. 21 он перекрывает подачу смешанной воды, а на фиг. 22 подачу горячей воды. Шток 21 может также совершать качательное движение относительно стержня 51 из положения, показанного на фиг. 20, в положение подачи холодной воды, показанное на фиг. 23; из положения, показанного на фиг. 21, в положение включения подачи смешанной воды, показанной на фиг. 24, и из положения, показанного на фиг. 22, в положение включения подачи горячей воды, показанное на фиг. 25.

На фиг. 14 и фиг. 17 видно, что контур 98 отверстия 46, предназначенного для полной подачи холодной воды, имеет вогнутый участок 105, который первым взаимодействует с окном 8 при перемещении шарового клапанного элемента из отключенного положения в положение подачи холодной воды.

Как показано на фиг. 14 в положении перекрытия подачи холодной воды вогнутая кромка 105 расположена напротив входной кромки 174 окна 8. При положении клапанного элемента 4 в положении включения подачи холодной воды только отверстие 46 совпадает с впускным окном 8, что показано на фиг. 17 и фиг. 23.

На фиг. 15, фиг. 18, фиг. 21 и фиг. 24 видно, что когда шаровой клапанный элемент находится в положении полной подачи смешанной воды, только отверстие 47 для смешивания холодной воды и отверстие 49 для смешивания горячей воды совпадают с окнами 8 и 9, подающими холодную и горячую воду.

Как показано на фиг. 23 и фиг. 24, в положении включения подачи холодной воды вогнутая кромка 160 отверстия 49 расположена напротив входной кромки 175 впускного окна 9, предназначенного для подачи горячей воды. При повороте из положения включения подачи холодной воды, показанного на фиг. 23, в положения включения подачи смешанной воды, показанного на фиг. 24, вогнутая кромка 160 отверстия 49 первой взаимодействует с входной кромкой 175 впускного окна 9, подающего горячую воду. При положении включения подачи горячей воды только отверстие 48 совпадает с впускным окном 9, как показано на фиг. 19 и фиг. 25.

Описанная выше конструкция смесительного клапана характеризуется тем, что в ней достигнуто получение постоянных скоростей потока при повороте рукоятки 43 относительно оси 42 из положения полной подачи горячей воды, обозначенного 0^o, когда шток 21 контактирует с любой из кромок 64 или 65 направляющей 29, как показано на фиг. 26, в положение полной подачи холодной воды, обозначенной 90^o когда шток 21 контактирует с любой из кромок 62 или 63 направляющей 29.

Кривая 176 характеризует профиль скоростей при полном потоке, когда рукоятка 43 повернута до примыкания штока 21 к кромке 67.

Кривая 177 характеризует профиль скоростей для величины расхода, равного 3/4 полного расхода.

Кривая 178 характеризует профиль скоростей для расхода, равного 1/2 полного расхода.

Кривая 179 характеризует профиль скоростей при величине расхода, равной 1/4 полного расхода.

Кроме того, описанная конструкция обеспечивает получение требуемых температурных изменений.

На графике, представленном на фиг. 28, показаны кривые 180, 181, 182, 183, характеризующие процентное соотношение холодной и горячей воды в смешанной воде, истекающей из выпускных отверстий 11 и 12.

Данные графики соответствуют полному потоку, 3/4 открытия потока, 1/2 открытия потока и 1/4 открытия потока.

Температура выходящей из крана воды зависит от соотношения холодной и горячей воды, поступающей из окон 8 и 9. Как видно на графике температура выпускаемой воды определяется исходя из температуры горячей воды 65^oC и температуры холодной воды 15^oC.

Как видно из графика при повороте клапанного элемента на 55^oC изменения скорости потока полностью независимы от изменения температуры.

Положение, в котором клапанный элемент повернут на 55^o обеспечивает комфортную температуру, приблизительно равную 37^oC. Между положениями поворота от 0^o до 55^o, когда температура выпускаемой воды выше, перемещение рукоятки из положения частичного потока в положение полного потока, сопровождается незначительным понижением температуры до заданной комфортной температуры, составляющей 37^oC. Подобным же образом между положениями поворота на 55^o и 90^o, где температура воды ниже, перемещение рукоятки из положения частичного потока к положению полного потока сопровождается незначительным повышением температуры до заданной комфортной температуры, составляющей 37^oC.

Эти же результаты могут быть достигнуты в кранах, содержащих шаровой клапанный элемент большего или меньшего диаметра. При этом окна и отверстия должны быть соответственно увеличены или уменьшены.

Без отклонения от объема и сущности настоящего изобретения возможны иные его варианты и модификации, определяемые прилагаемой формулой изобретения.