ШАРОВОЙ КЛАПАН

Полезная модель предназначена для использования в трубопроводной арматуре и может быть использована, в частности, в автомобильной технике для регулирования подачи потока охлаждающей жидкости к отопителю салона автомобиля.
Известен аналог заявляемого технического решения, например, усовершенствованный водопроводный кран с шаровым клапаном, описанный в патенте РФ №2137000, МПК F 16 K 11/087, включающий подвижный шаровой клапанный элемент, установленный в полости корпуса. Корпус содержит несколько входных каналов и выходной канал. Шаровой клапанный элемент взаимодействует с входными каналами для регулирования расхода потока и температуры смеси, идущей через каналы. Корпус имеет сквозное отверстие. Шаровой клапанный элемент снабжен управляющим рычагом. Рычаг соединен с шаровым клапанным элементом и выступает через упомянутое отверстие корпуса. В корпусе клапана установлен втулочный узел. Корпус втулочного узла выполнен с верхним отверстием для прохода через него управляющего рычага и нижним концом. Корпус втулочного узла вокруг верхнего отверстия выполнен с местом для установки уплотнения. Уплотнение расположено в месте для его установки и герметично прижимается в подвижный шаровой клапанный элемент. В корпусе втулочного узла выполнен первый, продольный расположенный в нем паз. Последний проходит между верхним отверстием и нижним его торцом. Поперек шарового элемента расположен палец. Последний выступает за пределы шарового элемента и расположен в пазе с возможностью скольжения и поворота. Палец обеспечивает поворот шарового элемента вдоль совпадающей с пальцем первой оси и второй оси. Последняя расположена поперек продольного паза и первой оси.
Недостатком устройства-аналога является сложность его конструкции и как следствие этого высокая стоимость.
Известен также шаровой клапан, выбранный в качестве аналога и описанный в патенте РФ №2184293, включающий корпус с крышкой и патрубки входа и выхода среды, размещенные в корпусе седло, шаровой запорный элемент, расположенный в подвеске, шток с ограничителем подъема шарового запорного элемента, сильфонное уплотнение штока с верхней сильфонной втулкой, связанной с корпусом. Клапан содержит соединенное с подвеской дополнительное седло. Последнее образует запорные пары с шаровым запорным элементом и седлом корпуса. Подвеска соединена с сильфонной трубкой. Данному аналогу присущи те же недостатки, что и предыдущему.
В качестве прототипа, как наиболее близкого по своей технической сути к заявляемой полезной модели, выбран кран отопителя шаровой, описанный в патенте №47859 на промышленный образец по заявке №99500061 (класс МКПО 23-01). Прототип содержит корпус, выполненный в виде двухступенчатой втулки с двумя присоединительными фланцами, оси которых взаимно перпендикулярны, механизм управления, выполненный в виде валика, верхний конец которого жестко скреплен с поводком, а нижний взаимодействует пятой с пазом шара распределительного механизма, при этом шар имеет каналы, выполненные в нем под углом 90° и расположенные напротив присоединительных фланцев, два седла, выполненные в виде шайб, расположенных с диаметрально противоположных сторон шара перпендикулярно оси корпуса, заглушку, установленную в корпусе со стороны торца втулки большего диаметра, консоль для крепления троса управления поводком валика, выполненную в виде пластины и упор в виде штыря, расположенные в плоскости, перпендикулярной оси валика, при этом на конце консоли выполнен уступ с рифлением, шаг которого равен шагу рубашки троса управления, а поводок механизма управления выполнен в виде рычага с плечами, выполненными под углом 90°.
Недостатками прототипа являются относительно большой крутящий момент, необходимый для поворота поводка и возможное проскальзывание рубашки управляющего троса, например, при попадании на ее поверхность масла, что ухудшает его потребительские свойства.
Задачей, решаемой полезной моделью, является улучшение потребительских свойств шарового клапана.
Достигается это тем, что:
- шар распределительного механизма выполнен полым и покрыт антифрикционным покрытием;
- на конце консоли выполнена цилиндрическая канавка с рифлением, диаметр которой равен диаметру рубашки троса управления поводком.
Суть полезной модели приведена на фиг.1 и фиг.2, на которых представлены шаровой клапан в разрезе и вид шара распределительного механизма со стороны заглушки.
Шаровой клапан содержит корпус 1, выполненный в виде двухступенчатой втулки с двумя присоединительными фланцами 2 и 3, оси которых α и β взаимно перпендикулярны. Фланцы 2 и 3 имеют отверстия 4 для присоединения клапана шарового к отопителю салона и системе охлаждения двигателя (на фиг.1 не показаны). В корпусе 1 смонтирован механизм управления, выполненный в виде валика 5, верхний конец которого жестко скреплен (например, посредством развальцовки, либо гайки) с поводком 6, выполненным в виде рычага с плечами, расположенными под углом 90° (угол γ), а нижний конец валика 5 входит пятой 7 в паз 8 шара 9 распределительного механизма, который выполнен полым и имеет отверстия 10 и 11, расположенные напротив присоединительных фланцев 3 и 2 соответственно. Шар 9 установлен в двух седлах 12 и 13, выполненных в виде шайб, расположенных с диаметрально противоположных сторон шара перпендикулярно оси корпуса α. Седла 12 и 13 могут быть выполнены, например, из фторопласта. Для обеспечения герметичности валик 5 установлен с прокладкой 14, например, резинового кольца. Со стороны
торца втулки большого диаметра в корпусе 1 установлена заглушка 15, крепящаяся в корпусе, например, посредством резьбы. Для заворачивания заглушки в корпус 1 используется выполненная на ней гайка 16. В плоскости, перпендикулярной оси валика 5 (в верхней части валика 5) выполнена консоль 17 в виде пластины и упор 18 в виде штыря, которые ограничивают ход поводка 6 (см. вид В).
На конце консоли 17 выполнена цилиндрическая канавка 19 с рифлением, диаметр которой равен диаметру рубашки 20 троса управления поводком 6 (см. сечение А-А). Кроме того, на консоли выполнено отверстие 21 для установки хомутика крепления рубашки троса 20 (хомутик не показан). Трос жестко крепится к поводку 6 и связан с рычагом на панели внутри салона.
На внешнюю поверхность шара 9 наносится антифрикционное покрытие, например, никель-бор которое, кроме того, имеет высокую износоустойчивость.
Работает заявляемое устройство следующим образом.
При движении троса управления поводком 6 (на виде В направление движения указано стрелкой) поводок 6 и жестко связанный с ним валик 5 начинают движение вокруг оси валика 5, в результате чего пята 7, взаимодействуя с пазом 8 шара 9, вращает шар 9 относительно оси валика 5. При этом, в зависимости от положения поводка 6 между консолью 17 и упором 18, сечение канала фланца 2 для движения жидкости из системы охлаждения двигателя может быть либо полностью открыто, либо открыто частично или полностью закрыто. Сечение канала фланца 2 от полностью открытого до полностью закрытого перекрывается шаром 9 плавно. При этом сечение канала фланца 3 постоянно полностью открыто. Движение жидкости из системы охлаждения двигателя к отопителю салона на фиг.1 показано стрелками. Выполнение на конце консоли 17 цилиндрической канавки 19 с рифлением, диаметр которой равен диаметру рубашки 20 троса управления поводком 6, позволяет полностью исключить проскальзывание рубашки
троса относительно консоли 17, что повышает надежность работы шарового клапана в целом.
Нанесение на внешнюю поверхность шара 9 антифрикционного покрытия и выполнение шара 9 полым позволяет уменьшить крутящий момент, необходимый для поворота поводка 6, что улучшает потребительские свойства шарового клапана.
Разработан опытный образец предлагаемого шарового клапана, который прошел эксплуатационные испытания, показавшие его преимущества перед устройством-прототипом. В настоящее время ведется подготовка производства для массового выпуска заявляемого устройства.
Учитывая новизну и наличие отличительных признаков заявляемого шарового клапана, автор считает, что указанный клапан может быть защищен патентом на полезную модель.