Универсальный кран
UNIVERSAL TAP

Изобретение относится к санитарно-техническому оборудованию и может быть использовано в системах водоснабжения, в частности-в кранах.
Известны краны, работающие только в режимах непрерывного водоизлива с плвно регулируемой интенсивностью, содержащие прижатый к седлу и препятствующий проходу воды запорный клапан, прикрепленный к проходящему через крышку и ввернутому в корпус шпинделю, соединенному с поворотным маховиком, служащим для опускания или поднятия клапана/см., например, Грингауз Ф.И. Санитарно-технические работы. Изд. 7-е,перераб.и доп., М.,''Высш. школа'', 1975, стр. 301, рис. 191, стр. 303, рис. 193 [1]; Журавлев Е.А.Справочник мастера-сантехника, 6-е изд. перераб. и доп.-М., Стройиздат, 1987, стр. 130, рис. 10.16 [2] /,
Недостатком известных устройств являются низкие эксплуатационные характеристики и ограниченные функциональные возможности, объясняемые невозможностью переключения крана на водоэкономичные релейные режимы водоизлива, позволяющие в случаях технологических перерывов в водопотреблении, например, при умывании с периодическим удерживанием рук под сливом воды, при чистке зубов и т.п. переходить на принудительные импульсные режимы подачи воды в нужные моменты времени. При этом известно /см., например, патент РФ на изобретение №2145991, кл. Е03С 1/04 [3] /, что в процессе умывания технологические перерывы в водопотреблении составляют 90-95% и более от общего времени работы крана, а потребление воды при умывании при ее прерывистом поступлении будет в 5-10 раз меньше чем у известных кранов с непрерывным изливом воды даже по возможности тонкой струей.
Известны также краны поршневого и мембранного типов с импульсным полуавтоматическим режимом работы запорного клапана. В таких кранах при нажатии на рычаг происходит снятие нажима на пружину, подъем поршня или освобождение диафрагмой выпусного отверстия, после чего вода импульсной струей поступает в сливную трубу с перекрытием потока после снятия усилия с рычага / см. А.В. Лозовой и др.Основы санитарной техники, Киев,1962, стр. 103-104, рис. 59 [4]; Орлов К.С. Материалы и изделия для санитарно-технических устройств и систем обеспечения микро-климата. М., МНФРА, 2005, стр. 146, рис. 6.9 [5] /.
Недостатком известных устройств являются их ограниченные функциональные возможности вследствие использования главным образом в качестве залповых эжекторных смывателей, и невозможности использования в наиболее распространенных режимах непрерывной работы с интенсивным водоизливом.
Известны универсальные краны, имеющие возможность переключения как на режим непрерывного излива воды с плавно регулируемой интенсивностью струи, так и на водоэкономичный режим, содержащие бачок с седлом и выходным отверстием с размещенным внутри бачка дозирующим устройством для автоматического открывания и закрывания выходного отверстия, выполненного в виде сферического клапана положительной плавучести и снабженного либо Г-образным поплавком, связанным с клапаном гибкой тягой, /см.патент РФ на изобретение №2005140, кл. Е03С 1/04, 1993 [6] /, либо сильфонной трубкой с дренажным отверстием на вершине изгиба, сливной конец которой связан с каналом в корпусе бачка, сообщающимся с выходным отверстием под клапаном/см.патент РФ на изобретение №205139, кл. Е03С 1/04, 1993 [7] /.
Недостатками известных устройств является предельная сложность конструкций и неустойчивость работы из-за наличия накопительного бачка со сферическим клапаном, отсутствия дренажирования воздуха в [6], либо ограниченных возможностей дренажирования в [7], затрудняющих свободный залповый слив накопленной в бачке воды, неопределенной ориентации клапана относительно седла и возможности автоматического слива в непотребный момент. Кроме того, устройства имеют низкую зстетичность внешнего вида и увеличивают габариты крана вследствие размещения бачка на конце сливной трубки. А главное-известные устройства имеют низкие эксплуатационные характеристики при работе крана в режиме залпового слива воды из бачка вследствие необходимости выдержки определенного времени до запонения тонкой струей бачка, и только последующего ее залпового одноразового слива с заполнением, например, пригоршни рук /см.[3] /.
Наиболее близким устройством того же назначения к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является универсальный кран, содержащий корпус, снабженный вентильными головками, сливную трубку с горизонтальной частью на конце, имеющей резьбовую поверхность, бачок для накопления воды, навернутый в виде насадки на конец сливной трубки и снабженный установленным в седле корпуса над сливным отверстием клапаном с выступающим наконечником, имеющим положительную плавучесть, дренажную систему бачка, выполненную в виде изолированной воздушной полости, сообщающей верхнюю часть внутренней полости бачка с пространством атмосферы, расположенном вне потока воды в зоне ее истечения из бачка/см.патент РФ на изобретение [3] /,и принятый за прототип.
Недостатками устройства-прототипа являются/см. подробно описанные выше недостатки универсальных кранов [б] и [7] / предельная сложность, низкая эстетичность и повышенные габариты крана, нестабильность его работы и низкие эксплуатационные характеристики, особенно проявляющиеся в импульсном прерывистом режиме работы.
Сущность изобретения заключается в создании простой, эстетичной и компактной конструкции универсального крана высокой надежности с полуавтоматической работой в непрерывном и импульсном режимах излива струи воды, исключающего сам принцип накопления воды в перерывах водопотребления с ее последующим залповым изливом, и, соответственно, свободного от бачков, поплавков, дренажных систем и т.п., обуславливающих все вышеуказанные недостатки устройства-прототипа, путем использования простейшей кинематической системы цилиндрических пружин с механически перестраиваемой структурой.
Технический результат-упрощение конструкции крана, повышение его эстетичности, компактности и надежности, улучшение эксплуатационных характеристик.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном универсальном кране, включающем корпус с вентильной головкой и сливную трубку с навернутой на ее свободном конце полой цилиндрической вертикальной насодкой, снабженной установленным в седле корпуса насадки над сливным отверстием перекрывающим седло клапаном с выступающим вниз подвижным стержневым наконечником, особенность заключается в том, что в осевое отверстие насадки по всей ее длине введен шпиндель круглого поперечного сечения со снятой лыской, прикрепленный к клапану соосно наконечнику с противоположной от него стороны клапана и снабженный сжатой витой цилиндрической пружиной, свободно надетой на шпиндель между клапаном и жестко закрепленной в средней части корпуса насадки решетчатой шайбой, свободно охватывающей шпиндель своим направляющим отверстием в форме сечения шпинделя, при этом насадка снабжена фиксатором верхнего положения шпинделя, выполненным в виде подпружиненной контрящей шпильки, свободно вставленной в отверстие в верхней части корпуса насадки, и отверстия в шпинделе, ориентированного соосно со шпилькой при полном сжатии пружины на шпинделе, причем, в режимах непрерывного и импульсного водоизлива пружина на шпинделе, соответственно, полностью и частично сжата, а пружина на шпильке - недеформирована и растянута.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематично на фиг 1 изображен предлагаемый кран на общем виде; на фиг. 2 - продольный разрез насадки /с увеличением/ при импульсном режиме работы крана; на фиг. 3 - продольный разрез насадки /с увеличением/ при непрерывном режиме работы крана; на фиг. 4 - поперечный разрез по А-А на фиг. 3,
Универсальный кран /см. фиг. 1/ содержит корпус 1 с вентильной головкой 2 и сливную трубку 3 с навернутой на резьбу 4 на ее свободном конце полой цилиндрической вертикальной насадкой 5 с резьбой 6 на внутренней поверхности/см. фиг. 2 - фиг. 4 /. Насадка 5 снабжена установленным в седле 7 корпуса 8 насадки 5 над сливным отверстием 9 перекрывающим отверстие 9 клапаном 10 с выступающим вниз подвижным стерневым наконечником 11. При этом седло 7 и сливное отверстие 9 выполнены в виде резьбового кольца, ввернутого и законтренного в резьбу 6 на внутренней поверхности корпуса 8 насадки 5.В осевое отверстие 12 насадки 5 по всей ее длине введен шпиндель 13 сплошного круглого поперечного сечения со снятой лыской 14, прикрепленный к клапану 10 соосно наконечнику 11 с противоположной от него стороны клапана 10 и снабженный сжатой витой цилиндрической пружиной 15,свободно надетой на шпиндель 13 между клапаном 10 и жестко закрепленной в средней части корпуса 8 насадки 5 решетчатой гайкой 16 / ввернутой в резьбу 6 корпуса 8 и законтренной/, свободно охватывающей шпиндель 13 своим направляющим отверстием 17 в форме сечения шпинделя 13. При этом насадка 5 снабжена фиксатором верхнего положения шпинделя 13,выполненным в виде свободно вставленной в отверстие 18 в верхней части корпуса 8 насадки 5 контрящей шпильки 19 с головкой 20, удерживаемой цилиндрической пружиной 21, прикрепленной торцами к корпусу 8 и головке 20,и отверстия 22 в шпинделе 13, ориентированного соосно со шпилькой 19 при полном сжатии пружины 15 на шпинделе 13. В режимах непрерывного и импульсного водоизлива из крана пружина 15 на шпинделе 13,соответственно,полностью и частично сжата, а пружина 21 на шпильке 19 - недеформирована и растянута. Работа предлагаемого крана осуществляется следующим образом.
Сначала остановимся на работе крана в экономичном импульсном /прерывистом/ режиме /см. фиг. 2 /. С помощью вентильной головки 2 устанавливают слабую или среднюю интенсивность струи изливаемой из крана воды. Пружина 15 частично сжата, и клапан 10 перекрывает сливное отверстие 9 в седле 7. Как следует из [5] клапан 10 выдерживает при этом давление воды в диапазоне от 0,08 до 0,6 МПа, то есть требования, предъявляемые к интенсивности струи не жесткие, и она может быть установлена примерно. Периодическим нажатием рукой на наконечник 11 вверх с требуемым для его минимального подъема усилием осуществляют импульсный пуск воды из отверстия 9 в процессе умывания, чистки зубов и т.п. При этом отверстие 22 в шпинделе 13 расположено ниже оси шпильки 19, шпилька 19 уперта свободным концом в лыску 14 шпинделя 13, шпилька 19 смещена вправо наружу на фиг. 2 и пружина 21 на шпильке 19 растянута.Для переключения крана на непрерывный режим работы необходимо сильно нажать на наконечник 11 вверх, при этом / см. фиг. 3/ пружина 15 полностью сжимается, клапан 10 освобождает сливное отверстие 9, шпиндель 13 поднимается вверх, и конец шпильки 19 под действием растянутой пружины21 заскакивает в отверстие 22,при этом пружина 22 приходит в недеформированное состояние, и осуществляется таким образом фиксация клапана 10 в поднятом состоянии. Лыска 14 на шпинделе 13 препятствует его провороту, что необходимо для попадания шпильки 19 в отверстие 22.Вентильной головкой 2 устанавливают требуемый напор водоизлива, при этом вода свободно проходит сквозь решетчатую гайку 16/ фиг. 4 /. При необходимости повторного перехода к импульсному режиму работы головку 20 шпильки 19 оттягивают наружу вправо, растягивая пружину 21,конец шпильки 19 выходит из отверстия 22,сразу же под действием полностью сжатой пружины 15 шпиндель 13 идет вниз/см. фиг. 2 /, конец шпильки 19 скользит по лыске 14 шпинделя 13,и клапан 10 опять перекрывает сливное отверстие 9.
Предлагаемый универсальный кран характеризуется предельной простотой как конструкции, так и эксплуатации, то есть процессом переключения режимов, имеет эстетичный внешний вид и повышенную компактность, высокую надежность работы. Здесь принципиально исключению конструкции накопительные бачки, дозирующие устройства, гибкие тяги с поплавками, дренажные отверстия и т.п., приводящие к нестабильности работы, низкой надежности, повышенным габаритам и неэстетичности внешнего вида.