Устройство для подачи текучей среды

 

Изобретение относится к конструкции устройства для подачи текучей среды, используемого в бытовых условиях, преимущественно для подключения к фильтрам для доочистки питьевой воды, на дачных и садовых участках, в сервисных службах для подачи жидких сред или газов. Устройство для подачи текучей среды содержит корпус с центральным каналом, средство управления текучей средой, расположенное внутри корпуса, подводящий патрубок и изливной элемент. Последний выполнен с возможностью его поворотного и осевого перемещения. Устройство дополнительно содержит средство ограничения осевого перемещения изливного элемента относительно корпуса. Центральный канал корпуса выполнен в виде глухого отверстия. Средство управления потоком текучей среды содержит не менее трех канавок. Они выполнены в центральном канале корпуса. В верхней и нижней канавках расположены уплотнительные элементы с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью изливного элемента. Третья канавка соединена с подводящим патрубком дополнительным каналом. Этот канал выполнен в корпусе. Изливной элемент расположен непосредственно в центральном канале корпуса. Нижний конец его имеет форму, обеспечивающую плавное управление расходом текучей среды при взаимодействии с установленным в нижней канавке корпуса уплотнительным элементом. Изобретение позволяет упростить конструкцию устройства при одновременном повышении надежности и улучшить эксплуатационные характеристики устройства, а также расширить область его использования. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к конструкции устройства для подачи текучей среды, используемого в бытовых условиях, преимущественно для подключения к фильтрам для доочистки питьевой воды, на дачных и садовых участках, в сервисных службах для подачи жидких сред или газов.

В стационарных фильтрационных системах, подключенных к водопроводу с установкой фильтра вне рабочей зоны (например, под мойкой), на мойке монтируется отдельный кран. Очистка питьевой воды с использованием такого "вспомогательного" крана производится путем подвода водопроводной воды от сети к фильтру и от фильтра по трубопроводу к крану с изливом очищенной воды через изливной элемент, установленный на корпусе крана. При этом конструктивно кран может быть выполнен с жестко закрепленным или перемещающимся изливным элементом.

В уровне техники известны отдельно монтируемые на мойке краны с перемещающимся изливным элементом (водосливной трубкой). Например, трехтрубный клапанный кран, конструкция которого описана в патенте США 5020569, опубликованном 04.06.1991, МКИ Е 03 С 1/02. Кран состоит из корпуса, включающего верхнюю и нижнюю части, причем нижняя часть имеет паз, который является винтовой резьбой, соединяющей эти части корпуса. В нижней части имеется седло, над которым расположена цилиндрическая камера и боковой перепускной канал. Ниже в основании корпуса расположена фасонная часть канала. Прокладка, расположенная в седле, уплотняет впускное отверстие из центральной фасонной трубы. В цилиндрической камере размещен клапанный элемент, в верхней части которого имеется небольшое углубление. Над цилиндрической камерой, в верхней части корпуса, расположена камера, представляющая собой цилиндрическую нишу. Со стороны цилиндрической камеры расположен боковой обратный канал, имеющий боковой впускной проход, соединенный с камерой (в виде цилиндрической ниши). Цельный шток перемещается по камере и блокируется уплотнением через кольцеобразную втулку. Верхний конец штока имеет расширение, в котором расположен выпускной элемент, а нижний конец штока конусообразной формы и обычно находится в углублении элемента. С верху от нижнего конца в штоке образован периферийный паз, в котором расположена прокладка, поддерживающая нижнюю втулку, также охватывающую шток. Между нижней и верхней втулками расположена пружина, которая направляет шток вниз так, чтобы нижний конец штока находился около верха элемента, удерживая уплотнительный элемент седла. Когда конец ручки опущен, входная вода под давлением протекает через седло и боковой фитинг, из которого она идет через байпасную линию к фильтру. Из фитинга очищенная вода проходит к второму фитингу через боковой обратный канал, впускной проход, камеру, через центральный канал к выпускному отверстию. В описанной системе при всех ее достоинствах есть определенные технические недостатки: во-первых, из-за остаточного статического давления продолжается вытекание чистой воды в течение нескольких секунд (в зависимости от объема воздуха в фильтрующей установке) и, во-вторых, из-за температурного расширения воздуха, находящегося в системе, происходит вытеснение небольшого объема воды из патрубка очищенной воды.

Известен "вспомогательный" или, как его еще называют, концевой однотрубный кран, соединенный с фильтрующим устройством по патенту США 4998555, опубликованному 12.03.1991, МКИ F 16 К 21/00, в котором усовершенствован воздушный модуль и клапан крана (прототип). По описанию изобретения кран может быть смонтирован с воздушным модулем или без него. Он включает основание, содержащее воздушный модуль, клапан, двигающуюся трубку, расположенную вертикально выше клапана, и в комбинации с краном трубу с резьбой для соединения с входным отверстием для воды. Труба с резьбой и выпускное отверстие крана имеют общую центральную ось. Основание состоит из чашеобразного корпуса с наклонной лицевой панелью, на которой расположено окно для просмотра состояния фильтра. Внутри основания расположен воздушный модуль. Согласно изобретению существенная особенность модуля заключается в том, чтобы на входной линии не происходило загрязнения. Усовершенствованный клапан состоит из полого корпуса из пластика, размещенного между трубой с резьбой и выпускным отверстием крана, в котором вертикально по центру расположен шток с верхним расширением, и элемента клапана, расположенного над седлом. Седло клапана имеет центральное отверстие для связи водного потока с трубой с резьбой. Конец штока выполнен конусообразным, чтобы уменьшить трение между штоком и элементом. Полый корпус имеет центральный канал с расширением в нижнем конце. Канал проходит от верхнего конца штока и сужается, доходя до радиальных отверстий. В нижнем конце штока имеется паз и кольцо. Внутри штока расположена ось вращения. Вокруг штока, между верхней и нижней втулками, расположена пружина. Конусообразный конец штока заходит в отверстие элемента клапана. Нижний конец элемента сформирован с круглым углублением с прокладкой. Общеизвестная, перпендикулярно расположенная ручка, приводящая в движение средства клапана, имеет охватывающее шток кольцо и упор и может находиться в двух индивидуальных положениях поверхности касательно корпуса. Нижняя поверхность кольца находится против верхнего конца корпуса так, чтобы когда ручка поднята рукой, направленной наружу, шток поднимался вверх. Когда ручка достаточно поднята, поверхность кольца находится на поверхности корпуса и шток двигается вверх.

Наличие клапана с пружиной в конструкции крана, описанного в патенте США 4998555, требует приложения большого усилия, чтобы сжать пружину, которая имеет большую жесткость для преодоления высокого давления. Кроме того, недостатком упомянутой конструкции является резкое закрывание клапана, приводящее к гидроудару в фильтрующем устройстве. А наличие ручки - к загрязнению, которое приводит к сокращению срока службы устройства.

Основной задачей и требуемым техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемого изобретения, является упрощение конструкции устройства при одновременном повышении надежности и улучшении эксплуатационных характеристик устройства.

Дополнительной задачей заявляемого изобретения является расширение области использования.

По сравнению с описанным прототипом заявляемое устройство обладает рядом преимуществ: возможностью регулирования расхода текучей среды, независимостью усилия включения и выключения от давления текучей среды, снижением гидроудара при включении и выключении устройства, улучшением обслуживания (отсутствием мест скопления грязи в зазорах между ручкой, корпусом и изливным элементом).

Поставленная задача и требуемый технический результат при использовании изобретения достигаются тем, что устройство для подачи текучей среды содержит корпус, в котором центральный канал выполнен в виде глухого отверстия, изливной элемент, расположенный в центральном канале корпуса и выполненный с возможностью его поворотного и осевого перемещения, средство управления потоком текучей среды, содержащее не менее трех канавок, выполненных в центральном канале корпуса, в двух из которых, верхней и нижней, расположены уплотнительные элементы с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью изливного элемента, а третья канавка соединена с подводящим патрубком дополнительным каналом, выполненным в корпусе, средство ограничения осевого перемещения изливного элемента относительно корпуса, причем нижний конец изливного элемента имеет форму, обеспечивающую плавное управление расходом текучей среды при взаимодействии с уплотнительным элементом, установленным в нижней канавке корпуса. Нижний конец изливного элемента может быть выполнен в виде заходной фаски, выше которой выполнено по меньшей мере одно отверстие, или выполнен скошенным относительно оси изливного элемента, или выполнен по меньшей мере с одним углублением с сечением, увеличивающимся к концу элемента, или по меньшей мере с одним сквозным пазом. А средство ограничения осевого перемещения изливного элемента состоит из кольца, расположенного в канавке, выполненной на наружной поверхности изливного элемента и соответствующих выступов на корпусе.

Раскрытие изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид конструктивного исполнения устройства для подачи текучей среды, закрепленного на поверхности, на фиг. 2 изображен нижний конец изливного элемента, выполненный скошенным относительно его оси, на фиг.3. изображен вид А на фиг.2, на фиг. 4 изображен нижний конец изливного элемента, выполненный с углублением с сечением, увеличивающимся к концу элемента, на фиг.5 изображено сечение Б-Б на фиг.4,
на фиг. 6 изображен нижний конец изливного элемента, выполненный со сквозным пазом,
на фиг. 7 изображен общий вид конструктивного исполнения устройства для подачи текучей среды без закрепления его на поверхности.

Устройство для подачи текучей среды функционирует следующим образом (фиг.1, 2).

Устройство состоит из корпуса 1 с центральным каналом 2, выполненным в виде глухого отверстия, изливного элемента 3, расположенного в центральном канале 2 корпуса 1, подводящего патрубка 4, закрепленного на корпусе 1, средства крепления 5, крепящего корпус 1 к поверхности 6 с уплотнением 7. Средство ограничения осевого перемещения изливного элемента 3 состоит из кольца 8, расположенного в канавке 9, выполненной на наружной поверхности изливного элемента 3. В корпусе 1 имеются два выступа - верхний 10 и нижний 11 для взаимодействия с упорным кольцом 8.

Конец изливного элемента 3 выполнен в виде заходной фаски 12, выше которой выполнено одно отверстие 13 (фиг.1), или выполнен скошенным относительно оси изливного элемента (фиг.2, 3), или выполнен с одним углублением с сечением, увеличивающимся к концу элемента (фиг.4, 5), или с одним сквозным пазом (фиг.6). А средство управления потоком текучей среды содержит три канавки - верхнюю 14, среднюю 15 и нижнюю 16, выполненные в центральном канале 2 корпуса 1. В верхней канавке 14 установлен верхний уплотнительный элемент 17. В нижней канавке 16 установлен нижний уплотнительный элемент 18. Средняя канавка 15 соединена дополнительным каналом 19 с подводящим патрубком 4.

На фиг.1 устройство показано в закрытом положении. При этом изливной элемент 3 находится в крайнем нижнем положении и кольцо 8 упирается в нижний выступ 11 корпуса 1. Текучая среда, поступающая в подводящий патрубок 4 по каналу 19, доходит до средней канавки 15 корпуса 1 к наружной поверхности изливного элемента 3 и останавливается, будучи запертой между наружной поверхностью изливного элемента 3 и двумя уплотнительными элементами 17 и 18. При этом работоспособность устройства и усилие его включения и выключения практически не зависят от давления текучей среды. Для включения устройства пользователь поднимает изливной элемент 3 в верхнее крайнее положение, ограничиваемое соприкосновением упорного кольца 8 с верхним выступом 10 корпуса 1. В начале движения отверстие 13 на изливном элементе 3 поднимается выше нижнего уплотнительного элемента 18 и жидкость из канавки 15 начинает небольшим потоком поступать по внутренней полости изливного элемента 3 потребителю.

При дальнейшем подъеме изливного элемента 3 нижний конец его выходит из контакта с нижним уплотнительным элементом 18 и текучая среда полным потоком направляется потребителю. Такое ступенчатое включение крана снижает гидравлический удар в системе.

Для выключения устройства пользователь опускает изливной элемент 3 в нижнее крайнее положение, соответствующее изображенному на фиг.1. При этом в начале движения заходная фаска 12 на нижнем конце изливного элемента 3 входит в контакт с нижним уплотнительным элементом 18 и основной поток текучей среды перекрывается, в то время как отверстие 13 на изливном элементе 3 еще находится выше уплотнительного элемента 18 и часть текучей среды продолжает вытекать сквозь отверстие 13 из изливного элемента 3, и лишь после того как отверстие 13 пройдет сквозь нижний уплотнительный элемент 18, поток текучей среды прекратится полностью. Такое ступенчатое выключение устройства обеспечивает снижение гидроудара в системе и повышает надежность работы устройства в целом.

Для обеспечения безударного включения и выключения устройства, а также придания ему качества управления расходом текучей среды нижний конец изливного элемента 3 может быть выполнен скошенным относительно его оси, как показано на фиг. 2 и 3. При этом скошенный конец элемента 3 по мере его движения постепенно входит в контакт с нижним уплотнительным элементом 18 при открывании или закрывании устройства, изменяя проходное сечение, тем самым обеспечивая регулировку расхода текучей среды. Тот же результат может быть получен, когда нижний конец изливного элемента выполнен по меньшей мере с одним углублением с сечением, увеличивающимся к концу трубки, или по меньшей мере с одним сквозным пазом.

Заявляемое устройство может быть жестко не закреплено и использоваться потребителем как переносное в пределах, например, подсоединяемого шланга для подачи, например, воздуха или технического масла (фиг.7).

Формула изобретения

1. Устройство для подачи текучей среды, преимущественно питьевой воды, включающее корпус с центральным каналом, средство управления текучей средой, расположенное внутри корпуса, подводящий патрубок и изливной элемент, выполненный с возможностью его поворотного и осевого перемещения, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит средство ограничения осевого перемещения изливного элемента относительно корпуса, центральный канал корпуса выполнен в виде глухого отверстия, средство управления потоком текучей среды содержит не менее трех канавок, выполненных в центральном канале корпуса, в двух из которых, верхней и нижней, расположены уплотнительные элементы с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью изливного элемента, а третья канавка соединена с подводящим патрубком дополнительным каналом, выполненным в корпусе, причем изливной элемент расположен непосредственно в центральном канале корпуса, а нижний конец его имеет форму, обеспечивающую плавное управление расходом текучей среды при взаимодействии с уплотнительным элементом, установленным в нижней канавке корпуса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство ограничения осевого перемещения изливного элемента состоит из кольца, расположенного в канавке, выполненной на наружной поверхности изливного элемента, и соответствующих выступов на корпусе.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что нижний конец изливного элемента выполнен в виде заходной фаски, а выше заходной фаски выполнено, по меньшей мере, одно отверстие.

4. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что нижний конец изливного элемента выполнен скошенным относительно оси изливного элемента.

5. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что нижний конец изливного элемента выполнен, по меньшей мере, с одним углублением с сечением, увеличивающимся к концу изливного элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7