ЗАПОРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ЗАПОРНОГО ОРГАНА ВОДОРАЗБОРНОГО КРАНА ИЛИ КРАНА СМЕСИТЕЛЯ

Запорный элемент для запорного органа водоразборного крана или крана смесителя.
Полезная модель относится к области санитарной техники и может быть использована в санит фно-технической арматуре, а именно, в водоразборных кранах и кранах смесителей жилых и общественных зданий.
В известных водоразборных и туалетных кранах ГОСТ 20275-74 регулировка водным потоком осуществляется с помощью запорного органа, включающего корпус с каналом и запорный орган. Санитарно-техническая арматура должна быть герметична и выдерживать давление 0,4 МПа Б.А. Журавлёв. Заготовка деталей и узлов внутренних санитгфно-технических устройств. М. Стройиздат, 1989 г., с. 36,43, 47.
Для достижения герметичности и удержания давления запорные устройства для запорного органа выполняют разной конструкции, которая предусматривает использование в запорном органе герметизирующей прокладки.
Так, известно запорное устройство крана, выполненное с конической поверхностью, на которой размещено уплотнительное кольцо, соединённое с подпружининным щтоком П 2053424, БИ№3 27.01.96.
Известно также запорное устройство вентиля, выполненное с уплотнительной прокладкой из эластичного материала, которое взаимодействует через прокладку с седлом, уплотнительная поверхность которого, в свою очередь выполнена с волнообразными выступами. При закрытии вентиля первоначально прокладка запорного устройства и седло контактируют по верщинам волнообразных выступов, благодаря чему образуются зоны для протекания рабочей среды. Дальнейшее сближение запорного устройства и седла возможно только в результате деформации прокладки, а требуемое для этого усилие превосходит разность давлений под и над запорным устройством. Усиление деформации прокладки обеспечивает отсутствие сво2003131728
/iiiiiiiiiiiiiiiiitHiiiiiii
f f. 0 0 S 1 3 1   4
МЖ 7 F 16 к 1/00, 1/2, 1/38
бедного перемещения запорного устройства в осевом паправлении, что исключает возможные его автоколебания. А.С. 1504452 БИ 32 30.08.89.
Недостатком является значительная площадь прижимаемой поверхности запорного устройства.
Известен запорный орган сантех матуры, содержащий корпус, в проточке которого размещён хвостовик конического запорного устройства, имеющего скощенную поверхность, щайбу, уплотнительную эластичную кольцевую прокладку, размещённую между шайбой и запорным органом. Повыщение надёжности в работе достигнуто путём выполнение эластичной кольцевой прокладки в виде кольца круглого сечения. При этом скощенной поверхностью запорного устройства и поверхность щайбы, между которыми размещено упомянутое кольцо, образован угол с верщиной, обращённой к оси запорного органа, хвостовик которого и проточка штока выполнены трапециевидными, причём хвостовик соединён с конической частью запорного устройства через цилиндрическую щейку, диаметр отверстия шайбы выполнен больше торца хвостовика, а угол конусности запорного устройства выполнен больше угла конусности седла клапана {А.С. 1753140, БИ 29.
Известно также запорное устройство для запорного органа водоразборной арматуры, в котором оно связано со щтоком и размещено в корпусе с седлом, при этом запорное устройство взаимодействует со втулкой, размещённой в отверстии седла, выполненного с осевым цилиндрическим отверстием и фланцем, опирающимся на торцевую поверхность седла, обращённую к запорному органу. Выполнение втулки из упруго эластичного материала с модулями упругости от 40 до 90 кгс/ м и наружной конической поверхностью с наклоном образующей от OJ : 8 до 1,0 : 8 обеспечивает стабильный натяг и её надёжное закрепление А.С. S 1481550, БИ, 19, 23.05.89. В этом запорном органе снижена площадь контакта по сравнению с предыдущем аналогом, но оно конструктивно сложно в изготовлении и замене.
риалов и сложное изготовление этйх деталей, что снижает срок службы запорного устройства и повышает его себестоимость.
Полезная модель явным образом не следует из уровня техники. Из уровня техники не выявлено также техническое решение того же назначения, совокунность нризнаков которого идентична существенным признакам заявленной полезной модели.
Несмотря на значительный массив аналогов в техническом уровне не выявлен ближайший аналог.
Задачей заявленной полезной модели является разработка экономичной монолитной конструкции занорного элемента для запорного органа водоразборного крана или крана смесителя, полнопенно заменяющего сборные запорные устройства, используемые в известных аналогах.
Техническими результатами, которые могут быть получены при использовании полезной модели, являются:
Упрощение конструкции;
Уменьшение площади прижимаемой поверхности запорного органа;
Повышение надёжности;
Увеличение плавности регулировки жидкости;
Устранение явления гидроудара в трубопроводах;
Увеличение межремонтного срока;
Увеличение плотности посадки запорного элемента;
Использование одного материала;
Снижение себестоимости.
Решение указанной задачи и достижение вышеперечисленных технических результатов стали возможны благодаря тому, что запорный элемент для запорного органа водоразборного крана или крана смесителя изготовлен монолитным в виде грибовидного тела из упругоэластичного материала, включающего оголовок, выполненный с возможность перекрытия канала корпуса крана и цилиндрический хвостовик, при этом оголовок запорного
элемента составлен из выпуклых конусообразного тела и тела в виде усечённого конуса, соединённых основаниями с центральными цилиндрическим телом,диаметр их оснований равен диаметру соединяющего цилиндрического тела, а диаметр поперечного сечения выпуклого тела в виде усечённого конуса равен диаметру поперечного сечения хвостовика запорного элемента.
В лучшем варианте исполнения запорный элемент имеет угол конусности выпуклого конусообразного тела оголовка равный 45, а угол конусности выпуклого тела в виде усечённого конуса- 25°.
Также возможно исполнение запорного элемента таким образом, что высоты выпуклого конусообразного тела, центрального цилиндрического тела, выпуклого тела в виде усечённого конуса монолитного оголовка и высота цилиндрического хвостовика относятся, соответственно, как 0,7 : 1,0 ; 0,2 : 2,1.
Предложенная совокупность существенных признаков позволяет заменить, например.в водоразборном кране/ етыре детали ( щток, упругоэластичную прокладку, шайбу и винт). В качестве материалов использован только упругоэластичный материал (пластик), который имеет более низкую стоимость и легко подвергается обработке.
Выполнение части оголовки, перекрывающей канал крана, конусной обеспечивает более плавную регулировку тока жидкости, исключает явление гидроудара в трубопроводах и автоколебания запорного органа, а также уменьшает плошадь прижимаемой поверхности запорного элемента, что снижает усилие прижима и уменьшает износ.
Выполнение оголовка и хвостовика упругоэластичными также снижает усилие, необходимое для герметичного закрытия и, соответственно, увеличивает срок службы запорного органа, а выполнение оголовка и хвостовика в виде единого узла упрощает процесс изготовления и повышает надёжность запорного элемента.
Выполнение вынуклой части оголовка в виде усечённого конуса обеспечивает повышение степени герметизации за счёт плотной посадки хвостовика.
Использование при изготовлении запорного элемента одного типа материала, например упругоэластичного, модуль упругости которого порядка 90 кгс/см и выполнение запорного элемента грибовидной формы обеспечивают максимальную герметичность при незначительной деформаций элемента, устраняют вибрацию и шум в трубопроводе.
Применение запорного элемента заявленной совокупности существенных признаков облегчает процесс его установки, улучшает эксплуатационные характеристики, увеличивает срок межремонтных работ, например, за счёт снижения износа резьбы вентиля корпуса крана, устраняет затраты на сборку запорного органа и уменьшает усилие закрытия крана.
Выполнение угла конусности выпуклого конусообразного тела оголовка равным 45 и выпуклого тела в виде усечённого конуса- 25° при соотношении высот выпуклого конусообразного тела, центрального цилиндрического тела, выпуклого тела в виде усечённого конуса монолитного оголовка и цилиндрического хвостовика обеспечивают равномерное распределение тока жидкости, минимальное усилие для закрытия и герметичную посадку запорпого устройства, что в свою очередь придаёт ему конкурентоспособность за счёт высоких потребительских качеств.
Заявленную полезную модель иллюстрируют следующие фигуры;
Фиг. 1 - разрез запорного элемента;
Фиг. 2 - разрез запорного органа с заявленным занорным элементом.
Запорный элемент (фиг. 1)представляет собой монолитное грибовидное тело вращения, выполненное из упругоэластичного материала, которое включает оголовок 1 (фиг. Г) и соединённый с ним заодно цилиндрический хвостовик 2. Оголовок 1 составлен заодно из трёх тел вращения: выпуклого конусообразного тела 3, выпуклого тела 4 в виде усечённого конуса и соединяющего их центрального цилиндрического тела 5. Выпуклые конусообразные тела 3 и 4 граничат с цилиндрическим телом 5 своими основаниями 6 и 7, диаметр которых равен диаметру цилиндрического тела 5. Диаметр цоперечного сечения цилиндрического хвостовика 2 равен диаметру поперечного сечения 8 выпуклого тела4 в виде усечённого конуса.
Хвостовик 2 плотно посажен в запорном органе 9 (фиг. 2) с натягом за счёт деформации упругоэластичного материала в канале 10 шпинделя 11, Что обеспечивает возможность возвратно-поступательного движения запорного элемента совместно со шпинделем 11, соединённым резьбовым соединителем 12 с корпусом водоразборного крана ( на фигуре не показан).
Описанное решение устройства обеспечивает его стабильную эксплуатацию, значительный межремонтный период и плавную регулировку тока жидкости.
В предпочтительном примере исполнения угол конусности выпуклого конусообразпого тела 3 выполнен 45°, а выпуклого тела 4 в виде усечённого конуса - 25°, что обеспечивает оптимальное распределение тока жидкости и герметичную посадку устройства.
Соотношение высоты выпуклого конусообразного телаЗ, центрального цилиндрического 5 выпуклого тела в виде усечённого конуса и цилиндрического штока, равное 0,7 : 1,0 ; 0,2 : 2,1, обеспечивает оптимальное распределение усилия прижатия по обьёму оголовка.
Заявленная полезная модель работает следующим образом.
Хвостовик 2 запорного элемента плотно устанавливают в канале 10 шпинделя 11 запорного органа 9. Запорный орган 9 устанавливают в корпусе крана (на фигуре не показан) за счёт резьбы 11.
Перекрытие потока осуществляют путём возвратно-поступательного перемещения запорного элемента, установленного в канале 10 вместе со шпинделем 11 и прижатия поверхности выпуклого конусовидного тела 3 оголовка 1 к торцу корпуса крана (на фигуре не показан). При этом усилие запирания передаётся шпинделем 11 на запорный элемент за счёт его упругости, что позволяет снизить величину усилия, необходимого для герметичHoro запирания, в результате чего продляется срок службы запорного органа, повышается его герметичность и надёжность.
При открывании потока последовательность взаимодействия обратная.
Промышленную применимость заявленного запорного устройства показывает следующий пример.
Пример.
Из упругоэластичного пластика изготовлен запорный элемент со следующими параметрами:
Диаметр центрального цилиндрического тела, см1,4
Диаметр хвостовика, см0,6
Высота хвостовика, см0,9
Высота запорного элемента, см2,0
Высота оголовка, см1,1
Угол конусности выпуклого конусообразного тела, град 45
Угол конусности выпуклого тела в виде усечённого конуса 25 Запорный орган, включающий заявленный элемент установлен в водоразборном кране. Межремонтный срок составляет три года. Герметичное перекрытие тока жидкости достигается без усилия поворотом вентиля. В течение всего срока эксплуатации не отмечены вибрация и шум в водопроводе. Износ минимальный.