ШАР ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО КОМПОНЕНТА, РЕГУЛИРУЮЩАЯ ПОТОК ВСТАВКА, СОДЕРЖАЩАЯ ТАКОЙ ШАР, И КРАН, СОДЕРЖАЩИЙ ТАКОЙ ШАР
BALL FOR HYDRAULIC COMPONENT, FLOW CONTROL INSERT CONTAINING SUCH BALL, AND CRANE CONTAINING SUCH BALL

Настоящая заявка испрашивает приоритет заявки на патент Италии № 102017000028274, поданной 14 марта 2017 года, содержание которой включено здесь путем ссылки.
Настоящее изобретение относится к шару для гидравлического компонента.
Настоящее изобретение также относится к распылительной вставке, содержащей такой шар, и к крану, содержащему такой шар.
Целью настоящего изобретения является создание шара для гидравлического компонента, способного удовлетворить все возрастающую потребность в уменьшении потребления.
Известные в настоящее время шары обычно используются в шаровых клапанах и выполнены таким образом, чтобы позволять прохождение воды с заданным расходом, когда клапан открыт, и предотвращать прохождение воды, когда клапан закрыт.
Однако шары, используемые в гидравлических применениях этого типа, не способны избирательно уменьшать потребление текучей среды компонентом, в котором они установлены.
Поэтому задачей настоящего изобретения является создание шара, способного избирательно уменьшать потребление гидравлическим компонентом, в котором он установлен.
В соответствии с этой задачей настоящее изобретение относится к шару для гидравлического компонента, содержащему:
сферическое тело, имеющее по меньшей мере один первый сквозной канал, который продолжается вдоль первой оси;
по меньшей мере один регулирующий поток элемент, расположенный вдоль первого сквозного канала.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание регулирующей поток вставки, которая способна избирательно уменьшать потребление гидравлическими компонентами, к которым она присоединена (например, кран), быстрым и простым образом.
В соответствии с этой задачей настоящее изобретение относится к регулирующей поток вставке по п. 15 формулы изобретения.
Наконец, еще одной задачей настоящего изобретения является создание крана, способного избирательно уменьшать потребление быстрым и простым образом.
В соответствии с этой задачей настоящее изобретение относится к крану по п. 18 или п. 19 формулы изобретения.
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из последующего описания его неограничивающего варианта воплощения, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 и 2 - вид спереди и вид в разрезе по плоскости II-II, соответственно, регулирующей поток вставки, содержащей шар в соответствии с настоящим изобретением в первом рабочем положении;
Фиг. 3 и 4 - вид спереди и вид в разрезе по плоскости IV-IV, соответственно, регулирующей поток вставки на фиг. 1 и 2 во втором рабочем положении;
Фиг. 5 и 6 - вид спереди и вид в разрезе по плоскости VI-VI, соответственно, регулирующей поток вставки, содержащей шар в соответствии с первой модификацией настоящего изобретения в первом рабочем положении;
Фиг. 7 и 8 - вид спереди и вид в разрезе по плоскости VIII-VIII, соответственно, регулирующей поток вставки на фиг. 5 и 6 во втором рабочем положении;
Фиг. 9 и 10 - вид спереди и вид в разрезе по плоскости X-X, соответственно, регулирующей поток вставки, содержащей шар в соответствии со второй модификацией настоящего изобретения в первом рабочем положении;
Фиг. 11 и 12 - вид спереди и вид в разрезе по плоскости XII-XII, соответственно, регулирующей поток вставки на фиг. 9 и 10 во втором рабочем положении;
Фиг. 13 и 14 - вид спереди и вид в разрезе по плоскости XIV-XIV, соответственно, регулирующей поток вставки на фиг. 9 и 10 в третьем рабочем положении;
Фиг. 15 - вид сбоку, частично в разрезе и с удаленными для большей ясности частями, крана в соответствии с настоящим изобретением в первом рабочем положении.
На фиг. 1 и фиг. 2 ссылочной позицией 1 обозначена регулирующая поток вставка, содержащая шар 2 в соответствии с настоящим изобретением.
В описываемом и иллюстрируемом здесь неограничивающем примере шар 2 используется в регулирующей поток вставке 1, выполненной с возможностью применения в гидравлической цепи. Например, регулирующая поток вставка 1 может быть вставлена в любой позиции в гидравлической цепи (даже в конечной позиции гидравлической цепи, например, на выходе из крана).
Следует понимать, что шар в соответствии с настоящим изобретением может быть встроен в любой гидравлический компонент (например, кран, как описывается подробно ниже, или клапан), в котором требуется избирательное изменение потока.
Регулирующая поток вставка 1 содержит основной корпус 4, имеющий первый соединитель 5 и второй соединитель 6, которые выровнены вдоль основной оси E, и посадочное место 7, сообщающееся по текучей среде с первым соединителем 5 и вторым соединителем 6.
Первый соединитель 5 и второй соединитель 6, соответственно, имеют по меньшей мере одно отверстие для обеспечения возможности прохождения текучей среды.
Предпочтительно первый соединитель 5 и/или второй соединитель 6 может быть соединен с частями гидравлической цепи (например, трубы, краны и т.д.).
Шар 2 размещается в посадочном месте 7 и выполнен с возможностью движения внутри посадочного места 7.
Регулирующая поток вставка 1 дополнительно содержит исполнительный элемент 8, соединенный с шаром 2 таким образом, чтобы обеспечить возможность избирательного поворота шара вокруг оси F, ортогональной основной оси E.
Исполнительный элемент 8 предпочтительно имеет ручку 9 для обеспечения возможности ручной регулировки пользователем положения шара 2.
В непроиллюстрированном варианте предполагается, что исполнительный элемент 8 перемещается автоматическим образом.
Направление потока текучей среды приблизительно представлено на прилагаемых чертежах с помощью стрелок.
В описываемом и иллюстрируемом здесь неограничивающем примере шар 2 содержит сферическое тело 10, имеющее сквозной канал 11, который продолжается вдоль оси A, и по меньшей мере один регулирующий поток элемент 13, расположенный вдоль сквозного канала 11.
В описываемом и иллюстрируемом здесь неограничивающем примере сквозной канал 11 имеет первый цилиндрический участок 15 с постоянным поперечным сечением и второй участок 16 в форме усеченного конуса.
Предпочтительно регулирующий поток элемент 13 располагается вдоль цилиндрического участка 15.
Участок 16 имеет размеры, обеспечивающие возможность направления надлежащим образом потока, измененного регулирующим поток элементом 13.
Предпочтительно регулирующий поток элемент 13 представляет собой ограничитель расхода, выполненный с возможностью уменьшения расхода текучей среды.
В описываемом и иллюстрируемом здесь неограничивающем примере регулирующий поток элемент представляет собой распылительный элемент.
Распылительный элемент выполнен с возможностью распыления текучей среды, проходящей через сквозной канал 11.
В частности, распылительный элемент выполнен с возможностью преобразования входящего потока жидкости во множество очень маленьких капель таким образом, чтобы по существу образовать туман. Другими словами, распылительный элемент выполнен с возможностью преобразования входящего потока жидкости во множество капель, диаметры которых находятся в микрометровом диапазоне.
Размер капель зависит от давления текучей среды на входе в распылительный элемент. Это давление зависит от исходного давления входящей текучей среды и положения шара 2 относительно первого соединителя 5 и второго соединителя 6.
В частности, распылительный элемент выполнен с возможностью генерирования конусообразной струи с равномерным распределением.
В описываемом и иллюстрируемом здесь неограничивающем примере распылительный элемент выполнен с возможностью увеличения скорости и давления воды таким образом, чтобы создать своего рода «турбинный» эффект, который обеспечивает получение в достаточной степени распыленной струи.
Обращаясь к фиг. 2 и фиг. 4, в соответствии с неограничивающим вариантом воплощения, распылительный элемент содержит два полых цилиндрических элемента 18, которые являются по существу идентичными, располагаются последовательно в сквозном канале 11 и коаксиально с осью A. Цилиндрические элементы 18 имеют возможность свободно вращаться внутри участка 15 сквозного канала 11, и они зафиксированы в осевом направлении, в направлении потока, благодаря наличию заплечика, образованного за счет уменьшения диаметра при переходе от цилиндрического участка 15 к участку 16 в форме усеченного конуса сквозного канала 11.
Цилиндрические элементы 18 отличаются друг от друга и имеют возможность свободно вращаться независимо друг от друга.
В непроиллюстрированном варианте предполагается, что цилиндрические элементы 18 выполнены за одно целое.
Каждый цилиндрический элемент 18 содержит цилиндрическую стенку 19 и по меньшей мере одну внутреннюю стенку 20, поперечную оси A и соединенную с внутренней поверхностью цилиндрической стенки 19.
Предпочтительно внутренняя стенка 20 имеет по существу форму круглого сектора.
Предпочтительно каждый цилиндрический элемент 18 содержит дополнительную внутреннюю стенку 21 (частично видимую в разрезе на фиг. 2 и более ясно видимую на виде на фиг. 4), поперечную оси A, расположенную диаметрально противоположно внутренней стенке 20 и имеющую такой же или противоположный наклон.
Другими словами, внутренняя стенка 20 и дополнительная внутренняя стенка 21 являются частями соответствующих спиральных стенок, смещенных на 180°.
Предпочтительно внутренняя стенка 20 и дополнительная внутренняя стенка 21 соединены друг с другом посредством центральной части 22, продолжающейся вдоль оси A.
В работе поток, входящий в сквозной канал 11, воздействует на цилиндрические элементы 18 и заставляет их вращаться внутри сквозного канала 11. Это ведет к увеличению скорости и давления текучей среды, тем самым получают в достаточной степени распыленную струю.
В области гидравлики термин «распылительный» иногда заменяется термином «разбрызгивающий». Поэтому следует понимать, что распылительный элемент также могут называть разбрызгивающим элементом.
Распылительный элемент значительно уменьшает расход входящего потока.
Предпочтительно распылительный элемент выполнен с возможностью уменьшения расхода входящего потока по меньшей мере на 70%.
В описываемом и иллюстрируемом здесь неограничивающем примере распылительный элемент выполнен с возможностью уменьшения расхода входящего потока на 90%.
В соответствии с одним вариантом, который не показан, регулирующий поток элемент 13 представляет собой рассекатель струи.
Под «рассекателем струи» понимается ограничитель расхода, содержащий один или больше элементы, которые располагаются последовательно и выполнены с возможностью перехватывать и разделять поток.
Например, рассекатель струи содержит множество сетчатых элементов, наложенных друг на друга, и по меньшей мере один каналообразующий элемент, расположенный последовательно с сетчатыми элементами. Сетчатые элементы и каналообразующие элементы располагаются относительно друг друга таким образом, что во время его прохождения поток текучей среды смешивается с воздухом. Поэтому рассекатели струи этого типа также называют аэраторы.
В работе поворот исполнительного элемента 8 вызывает поворот шара 2 между первым положением (показанным на фиг. 1 и фиг. 2), в котором в сквозной канал 11 подается входящий поток текучей среды (проходящий через отверстие первого соединителя 5), и вторым положением (показанным на фиг. 3 и фиг. 4), в котором наружная поверхность шара 2 предотвращает прохождение текучей среды.
В первом положении текучая среда, входящая в сквозной канал 11, изменяется посредством регулирующего поток элемента 13. В описываемом и иллюстрируемом здесь неограничивающем примере текучая среда, входящая в сквозной канал 11, распыляется.
В описываемом и иллюстрируемом здесь неограничивающем примере в первом положении ось A сквозного канала 11 по существу совпадает с основной осью E. Во втором положении ось A сквозного канала по существу ортогональна основной оси E.
Таким образом, переход из первого положения во второе положение достигается путем простого поворота на 90° исполнительного элемента 8 и шара 2, соединенного с ним.
По существу, регулирующая поток вставка 1 способна избирательно выдавать распыленную струю или блокировать прохождение текучей среды.
На фиг. 5-8 показан второй вариант воплощения регулирующей поток вставки 31.
Регулирующая поток вставка 31 по существу идентична регулирующей поток вставке 1 и отличается только наличием шара 32, который немного отличается от шара 2.
Поэтому здесь и ниже ссылочные позиции, используемые на фиг. 1-4, будут использоваться для обозначения идентичных или подобных частей.
Шар 32 отличается от шара 2 наличием двух дополнительных сквозных каналов 35, 36.
Сквозной канал 35 продолжается вдоль соответствующей оси B, а сквозной канал 36 продолжается вдоль соответствующей оси C.
В описываемом и иллюстрируемом здесь неограничивающем примере оси B и C параллельны друг другу и располагаются поперечно оси A.
Предпочтительно оси B и C ортогональны оси A.
Сквозные каналы 35 и 36 отделены по текучей среде от сквозного канала 11 и частично продолжаются вокруг сквозного канала 11.
Предпочтительно сквозной канал 35 и сквозной канал 36 имеют по существу дугообразное поперечное сечение и располагаются симметрично относительно оси A (см. фиг. 6 и фиг. 7).
В работе поворот исполнительного элемента 8 вызывает поворот шара 32 между первым положением (показанным на фиг. 5 и фиг. 6), в котором в сквозной канал подается входящий поток текучей среды (проходящий через отверстие первого соединителя 5), и вторым положением (показанным на фиг. 7 и фиг. 8), в котором в сквозные каналы 35 и 36 подается входящий поток текучей среды (проходящий через отверстие первого соединителя 5).
В первом положении текучая среда, входящая в сквозной канал 11, изменяется посредством регулирующего поток элемента 13. В описываемом и иллюстрируемом здесь неограничивающем примере текучая среда, входящая в сквозной канал 11, распыляется.
Во втором положении входящая текучая среда передается в два идентичных сквозных канала 35 и 36 для генерирования дождевой струи.
В описываемом и иллюстрируемом здесь неограничивающем примере в первом положении ось A сквозного канала 11 по существу совпадает с основной осью E. Во втором положении ось A сквозного канала 11 по существу ортогональна основной оси E, и оси B и C по существу параллельны оси E.
Таким образом, переход из первого положения во второе положение достигается путем простого поворота на 90° исполнительного элемента 8 и шара 32, соединенного с ним.
По существу, регулирующая поток вставка 31 способна избирательно выдавать распыленную струю или дождевую струю.
На фиг. 9-14 показан третий вариант воплощения регулирующей поток вставки 41.
Регулирующая поток вставка 41 по существу идентична регулирующей поток вставке 1 и отличается только наличием шара 42, который немного отличается от шара 2.
Поэтому здесь и ниже ссылочные позиции, используемые на фиг. 1-4, будут использоваться для обозначения идентичных или подобных частей.
Шар 42 содержит сферическое тело 50, имеющее сквозной канал 51, который продолжается вдоль оси A1, регулирующий поток элемент 53, расположенный вдоль сквозного канала 51, обратный клапан 52, расположенный вдоль сквозного канала 51, и сквозной канал 54 (фиг. 14), который продолжается по существу вдоль оси B1.
В описываемом и иллюстрируемом здесь неограничивающем примере сквозной канал 51 имеет первый цилиндрический участок 55 с постоянным поперечным сечением и первым диаметром, второй цилиндрический участок с постоянным поперечным сечением и вторым диаметром, который меньше первого диаметра, и третий участок 57 по существу в форме усеченного конуса, имеющий максимальный диаметр, который меньше второго диаметра.
По существу, сквозной канал 51 имеет первый заплечик, образованный за счет уменьшения диаметра при переходе от первого участка 55 к второму участку 56, и второй заплечик, образованный за счет уменьшения диаметра при переходе от второго участка 56 к третьему участку 57.
Предпочтительно обратный клапан 52 (схематически иллюстрируемый с помощью блока, в котором не показаны элементы конструкции клапана) располагается вдоль первого участка 55, и регулирующий поток элемент 53 располагается вдоль второго цилиндрического участка 56.
Участок 57 имеет размеры, обеспечивающие возможность направления надлежащим образом потока, измененного регулирующим поток элементом 53.
Обратный клапан 52 выполнен таким образом, чтобы позволять поток только в одном направлении. В частности обратный клапан 52 выполнен таким образом, чтобы позволять поток в направлении регулирующего поток элемента 53 и блокировать поток, идущий от регулирующего поток элемента 53.
Поэтому в конфигурации, показанной на фиг. 10, обратный клапан 52 позволяет потоку, входящему в сквозной канал 51, достигать регулирующий поток элемент 13, тогда как в конфигурации, показанной на фиг. 12, обратный клапан 52 перекрывает и полностью блокирует прохождение текучей среды.
Предпочтительно регулирующий поток элемент 53 представляет собой ограничитель расхода, выполненный с возможностью уменьшения расхода текучей среды.
В описываемом и иллюстрируемом здесь неограничивающем примере регулирующий поток элемент представляет собой распылительный элемент, выполненный с возможностью распыления текучей среды, проходящей через сквозной канал 51, подобно тому, что было описано для варианта воплощения, описанного ранее со ссылкой на фиг. 1-4.
В описываемом здесь и иллюстрируемом на фиг. 10 и фиг. 12 неограничивающем примере распылительный элемент выполнен с возможностью преобразования входящего потока жидкости во множество очень маленьких капель таким образом, чтобы по существу образовать туман. Другими словами, распылительный элемент выполнен с возможностью преобразования входящего потока жидкости во множество капель, диаметры которых находятся в микрометровом диапазоне.
В описываемом и иллюстрируемом здесь неограничивающем примере распылительный элемент 53 содержит один цилиндрический элемент 18, по существу идентичный цилиндрическим элементам, описанным со ссылкой на фиг. 2 и фиг. 4.
Как было упомянуто выше, регулирующий поток элемент 53 может быть любого типа, например, представлять собой рассекатель струи.
Сквозной канал 54 продолжается вдоль соответствующей оси B1.
В описываемом и иллюстрируемом здесь неограничивающем примере ось B1 поперечна оси A1, предпочтительно ортогональна оси A1.
Сквозной канал 54 отделен по текучей среде от сквозного канала 51.
Обращаясь к фиг. 14, сквозной канал 51 пересекает сквозной канал 54.
Поэтому поток, входящий в сквозной канал 54, встречает сквозной канал 51 и окружает его, как показано схематически с помощью стрелок.
В работе поворот исполнительного элемента 8 вызывает поворот шара 42 между первым положением (показанным на фиг. 9 и фиг. 10), в котором в сквозной канал 51 подается входящий поток текучей среды (проходящий через отверстие первого соединителя 5) и обратный клапан 52 позволяет прохождение текучей среды к регулирующему поток элементу 53, вторым положением (показанным на фиг. 13 и фиг. 14), в котором в сквозной канал 54 подается входящий поток текучей среды (проходящий через отверстие первого соединителя 5), и третьим положением, в котором в сквозной канал 51 подается входящий поток воды (проходящий через отверстие первого соединителя 5) и обратный клапан 52 не позволяет прохождение текучей среды.
По существу, регулирующая поток вставка 41 в первом положении выдает струю, измененную регулирующим поток элементом 53, во втором положении выдает неизмененную струю и в третьем положении не выдает струю.
В описываемом и иллюстрируемом здесь неограничивающем примере в первом положении ось A1 сквозного канала 51 по существу совпадает с основной осью E. Во втором положении ось A1 сквозного канала 51 по существу ортогональна основной оси E, и ось B1 по существу параллельна оси E. В третьем положении ось A1 сквозного канала 51 снова совпадает с основной осью E, но шар 52 повернут на 180°.
Таким образом, переход из первого положения во второе положение достигается путем простого поворота на 90° исполнительного элемента 8 и шара 42, соединенного с ним. Переход из второго положения в третье положение достигается путем простого поворота на 90° исполнительного элемента 8 и шара 42, соединенного с ним. Переход из первого положения в третье положение достигается путем простого поворота на 180° исполнительного элемента 8 и шара 42, соединенного с ним.
По существу, регулирующая поток вставка 41 способна избирательно выдавать измененную струю (распыленную струю в описываемом и иллюстрируемом здесь неограничивающем примере), неизменную струю или не выдавать струю.
На фиг. 15 показан другой пример применения шара 2, 32, 42 в соответствии с настоящим изобретением.
Это применение предполагает, что шар 2, 32, 42 встраивается в кран, имеющий шаровой клапан.
На фиг. 15 показан кран 70, содержащий выпускную трубу 71, питающую трубу 72 и клапан 73, расположенный между выпускной трубой 71 и питающей трубой 72.
Клапан 73 представляет собой шаровой клапан, имеющий описанный выше шар 42. Тем самым кран 70 будет иметь три рабочих положения: положение, в котором поток распыляется, положение, в котором поток не подвергается существенным изменениям, и положение, в котором предотвращается поток.
Следует понимать, что клапан 73 также может содержать шары различных типов, например, описанные выше шар 2 или шар 32.
В непроиллюстрированном варианте предполагается, что кран содержит регулирующую поток вставку (например, одну из описанных выше регулирующих поток вставок 1, 31, 41), расположенную выше по потоку от клапана 73.
В другом непроиллюстрированном варианте предполагается, что кран содержит регулирующую поток вставку (например, одну из описанных выше регулирующих поток вставок 1, 31, 41), расположенную на выходе из выпускной трубы 71.
Предпочтительно шары 2, 32, 42 в соответствии с настоящим изобретением позволяют гидравлическому компоненту, в котором они используются (например, вставки 1, 31, 41 или кран 70), избирательно уменьшать потребление.
По существу шары 2, 32, 42 в соответствии с настоящим изобретением имеют по меньшей мере один сквозной канал 11, 51, имеющий регулирующий поток элемент 13, 53, выполненный с возможностью изменения потока.
В частности, регулирующий поток элемент 13, 53 способен уменьшать расход потока, проходящего через соответствующий шар 2, 32, 42.
Кроме того, переход из положения, в котором поток изменяется посредством регулирующего поток элемента 13, 53, в положение, в котором поток блокируется или не изменяется, является очень простым. Таким образом, пользователь может выбрать режим подачи, который больше всего подходит его/ее потребностям, быстрым и эффективным образом.
По существу, шар 2, 32, 42 в соответствии с настоящим изобретением способен избирательно выдавать струи различного типа в зависимости от потребностей.
Наконец, очевидно, что могут быть выполнены модификации и изменения описанных здесь шара, регулирующей поток вставки и крана, не выходящие за пределы объема прилагаемой формулы изобретения.