Сменный клапанный узел

 

Изобретение относится к санитарно-технической арматуре для систем водоснабжения и предназначено для экономии расхода воды. Сменный клапанный узел содержит размещенный в гнезде арматуры корпус с раствором из набора подвижной и неподвижной плоских шайб. В каждой из шайб выполнено проходное отверстие. Шайбы опираются на упругую прокладку. Поворотный шток привода герметизирован уплотнительными кольцами. Проходное отверстие плоских шайб выполнено в виде сегмента высотой от 0,2 до 0,8 радиуса шайбы. Основание стрелки дуги сегмента смещено от центра шайбы на расстояние от 0,2 до 0,8 радиуса шайбы. Одна половина хорды сегмента образована дугой вписанного сектора с центром, лежащим на диаметре шайбы, параллельном хорде сегмента. Радиус сектора составляет от 0,2 радиуса шайбы до точки касания с дугой сегмента. Изобретение позволяет обеспечить более высокую регулирующую способность устройства за счет выполнения проходного отверстия с плавно изменяющейся площадью живого сечения. 2 ил.

Изобретение относится к области санитарно-технической арматуры для систем водоснабжения.

Одной из важнейших проблем водоснабжения жилых и общественных зданий является снижение непроизводительных расходов воды через водоразборную арматуру, возникающих в процессе водопользования и достигающих 20-25% от общего объема водопотребления. Непроизводительные расходы воды образуются в процессе ее отбора из сети внутреннего водопровода при регулировке требуемого расхода и температуры воды и обусловлены низкой регулирующей способностью вентильных головок особенно при давлениях воды более 0,3 МПа.

Известно техническое решение сменного клапанного узла поршневого типа, состоящего из корпуса, штока вращательно-поступательного действия, на котором закреплен запорный элемент с уплотнительной прокладкой [1] .

Недостатком указанного технического решения является интенсивный износ прокладки, особенно работающей на горячей воде, износ резьбы шпинделя, образование кавитационных раковин на седле запорного элемента. Это приводит к потерям воды в виде утечек. Кроме того, при открывании крана на одну четверть оборота рукояти вентиля (на свободное движение кисти руки) запорный элемент поднимается с седла перпендикулярно последнему линейно, в то время как расход воды изменяется по квадратичному закону. Таким образом, незначительное линейное перемещение запорного элемента потребителем вызывает квадратичное изменение расхода воды. В результате этого много времени затрачивается на регулировку требуемого расхода и температуры воды без ее полезного использования, что приводит к потерям воды питьевого качества.

Известно техническое решение сменного клапанного узла поршневого типа, состоящего из корпуса, штока возвратно-поступательного действия, на котором закреплен запорный элемент с уплотнительной прокладкой [2] .

Недостатки указанного технического решения аналогичны недостаткам сменного клапанного узла [1] , за исключением того, что износ прокладки происходит только за счет смятия без истирания в процессе вращения.

Прототипом заявляемого технического решения является сменный клапанный узел, содержащий корпус, уплотнительное кольцо, затвор из набора подвижной и неподвижной плоских шайб с проходными отверстиями, расположенными по диаметру с обеих сторон от центра и опирающиеся на упругую прокладку, поворотный шток привода [3] .

Недостатком прототипа является то, что при открывании и закрывании сменного клапанного узла, форма проходного отверстия не позволяет обеспечить высокую регулирующую способность.

В основу изобретения поставлена задача создать устройство, которое позволило бы повысить регулирующую способность сменного клапанного узла за счет плавного изменения площади живого сечения проходного отверстия запорного элемента.

Сущность изобретения заключается в том, что сменный клапанный узел содержит размещенный в гнезде арматуры корпус с затвором из набора подвижной и неподвижной плоских шайб, в каждой из которых выполнено проходное отверстие, опирающихся на упругую прокладку, и поворотный шток привода, герметизированный уплотнительными кольцами. Проходное отверстие плоских шайб выполнено в виде сегмента высотой от 0,2 до 0,8 радиуса шайбы, при этом основание стрелки дуги сегмента смещено от центра шайбы на расстояние от 0,2 до 0,8 радиуса шайбы, а одна половина хорды сегмента образована дугой вписанного сектора с центром, лежащим на диаметре шайбы, параллельном хорде сегмента, причем радиус сектора составляет от 0,2 радиуса шайбы до точки касания с дугой сегмента.

В результате проходное отверстие выполнено с плавно изменяющейся площадью живого сечения, что позволяет обеспечить более высокую регулирующую способность устройства за счет того, что закономерности изменения площади живого сечения проходного отверстия и расхода среды через него в этом случае близки по характеру.

Пределы размеров проходного отверстия обусловлены следующим. Нижний предел высоты сегмента (0,2 радиуса шайбы) объясняется тем, что при меньшем размере высота стрелки совпадет со своим основанием и отверстие не будет выполнено. Превышение высоты более 0,8 радиуса шайбы приведет к невозможности перекрывания отверстия сплошной частью шайбы.

Основание стрелки сегмента смещено от центра шайбы на 0,2 радиуса для того, чтобы между отверстиями шайб в закрытом положении не было перехлеста отверстий. Если этого смещения не будет, то произойдет перехлест отверстий, что повлечет за собой невозможность закрывания проходного отверстия. Превышение верхнего размера смещения основания стрелки сопряжено с тем, что отверстие будет выполнено без плавного изменения площади живого сечения и эффект улучшения регулирующей способности не будет достигнут.

Одна половина хорды сегмента образована дугой вписанного сектора с центром, лежащим на диаметре шайбы для того, чтобы обеспечить плавное изменение площади сечения отверстия и по возможности более плавной регулировки расхода воды. Если радиус сектора будет меньше или равен 0,2 радиуса шайбы, то хорда будет в виде прямой линии, что не позволит получить эффект плавного изменения площади живого сечения. Если радиус сектора будет выходить за точку касания с дугой сегмента, то образованное отверстие выйдет за пределы шайбы и отверстие не сможет быть использовано по своему назначению.

В результате предложенная конструкция сменного клапанного узла позволяет обеспечить плавное изменение расхода среды, проходящей через отверстие.

На фиг. 1 представлен сменный клапанный узел, который состоит из корпуса 1, снабженного неподвижной обоймой 2 с посадочным гнездом для неподвижного шайбы 3, в которой выполнено проходное отверстие 4. В полости неподвижной обоймы 2 размещен шток 5, имеющий возможность поворота на 180o, снабженный обоймой с посадочным гнездом для подвижной шайбы 6, в которой выполнено проходное отверстие 7. Запорный элемент из набора неподвижной шайбы 3 и подвижной шайбы 6 поджат упругой прокладкой 8.

Для обеспечения неподвижного закрепления шайбы 6 посадочное место штока 5 выполнено в виде круга с выступами в виде сегментов, хорды которых параллельны, а шайба 6 выполнена со срезами в виде сегментов, хорды которых параллельны хордам сегментов проходных отверстий.

На фиг. 2. представлены сечения А-А и В-В на фиг. 1. Запорный элемент состоит из двух шайб 3 и 6, одна из которых является неподвижной и установлена в неподвижную обойму, а другая - подвижна, т. к. установлена в обойму штока, имеющего возможность поворота на 180o. Шайбы прижимаются друг к другу упругой кольцевой прокладкой, опирающейся с одной стороны по контуру на периферийную часть неподвижной обоймы корпуса, а с другой - на посадочное гнездо вентиля.

Проходные отверстия шайб 3 и 6 выполнены в виде сегмента высотой h от 0,2 до 0,8 радиуса шайбы. Основание стрелки дуги s сегмента смещено от центра О шайбы на расстояние от 0,2 до 0,8 радиуса R шайбы, одна половина хорды l сегмента образована дугой вписанного сектора с центром О1, лежащим на диаметре шайбы, параллельном хорде l сегмента. Радиус R' сектора имеет размер от 0,2 радиуса шайбы до точки касания А с дугой сегмента.

Устройство работает следующим образом.

В закрытом положении проходные отверстия шайб 3 и 6 не совпадают и вода не поступает. При повороте штока 5 закрепленная в обойме подвижная шайба 6 получает вращательное движение относительно своего центра. При этом отверстия шайб 3 и 6 совмещаются, постепенно увеличивая или уменьшая площадь живого сечения. Это позволяет обеспечить более плавное изменение расхода среды, проходящей через отверстие.

Источники информации 1. Кожинов И. В. Снижение потерь воды в жилых зданиях. М. : Стройиздат, 1985, с. 21.

2. Репин Н. Н. , Шопенский Л. А. Санитарно-технические устройства и газоснабжение зданий. М. : Стройиздат, 1974, с. 16.

3. Боярский В. М. Сменный клапанный узел. АС СССР 1634912, F 16 К 1/16, Е 03 С 1/04.

Формула изобретения

Сменный клапанный узел, содержащий размещенный в гнезде арматуры корпус с затвором из набора подвижной и неподвижной плоских шайб с проходными отверстиями, опирающихся на упругую прокладку, и поворотный шток привода, герметизированный уплотнительными кольцами, отличающийся тем, что проходное отверстие выполнено в виде сегмента высотой от 0,2 до 0,8 радиуса шайбы, при этом основание стрелки дуги сегмента смещено от центра шайбы на расстояние от 0,2 до 0,8 радиуса шайбы, а одна половина хорды сегмента образована дугой вписанного сектора с центром, лежащим на диаметре шайбы, параллельном хорде сегмента, причем радиус сектора составляет от 0,2 радиуса шайбы до точки касания с дугой сегмента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Кран // 2175735
Изобретение относится к оборудованию сантехнической арматуры и предназначено для управления потоками рабочей среды в сетях водо- и теплоснабжения

Изобретение относится к области клапанов и предназначено для использования в бытовых смесителях

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для использования в качестве устройств для включения и выключения потоков жидкости

Изобретение относится к сантехническому оборудованию и предназначено для использования в сетях водоснабжения при возникновении необходимости перекрытия потоков жидкой рабочей среды

Изобретение относится к сантехническому оборудованию и предназначено для использования в сетях водоснабжения при возникновении необходимости перекрытия потоков жидкой рабочей среды

Клапан // 2160860
Изобретение относится к трубопроводной арматуре, преимущественно регулирующей, и предназначено для использования в различных технологических линиях ТЭЦ, ТЭС, ГРЕС, в частности в системах регулирования уровня конденсата пара в ПВД и ПНД системы регенерации турбоустановок

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для регулирования и перекрытия рабочей среды, проходящей по трубопроводам технических и коммунальных сетей

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано, в частности, в бытовых смесительных кранах, а также в вентилях промышленного назначения ври работе в агрессивных или вакуумных средах в широком диапазоне низких и высоких температур

Изобретение относится к арматуростроению, например к сантехническому, и предназначено для управления потоками рабочей среды на различных трубопроводах, магистралях и других коммуникациях

Изобретение относится к трубопроводному арматуростроению

Изобретение относится к трубопроводной запорной арматуре для систем транспортирования смеси воды с песком, глиной, твердыми включениями и предназначено для использования в строительной, горнопроходческой, цементной и других отраслях промышленности

Изобретение относится к области санитарно-технической арматуры для систем водоснабжения

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для регулирования и перекрытия движения жидкости и газа по трубопроводу технических систем

Изобретение относится к области арматуростроения, в частности к запорным трубопроводным устройствам оборудования газовой, нефтяной, химической, энергетической и угольной промышленности

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к трубопроводному арматуростроению, и предназначено для использования в инженерных сооружениях и сетях транспортирования жидких и газообразных сред, в том числе абразивных, агрессивных и взрывоопасных

Изобретение относится к области санитарно-технической арматуры для систем водоснабжения

Изобретение относится к водоразборной технике и предназначено для использования в устройствах бытовой сантехнической арматуры

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к паре изготовленных из твердого материала дисков и диску из твердого материала, и предназначено для использования их в качестве элементов регулирования смесителя так называемого последовательного действия

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для применения в теплоэнергетике, нефтяной, газовой, химической, металлургической и других отраслях промышленности для управления открытием и закрытием магистралей, особенно магистралей большого диаметра

Изобретение относится к машиностроению, а именно к промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для перекрытия потоков взвесей абразивных рабочих сред
Наверх