ОДНОРЫЧАЖНЫЙ ВОДОПРОВОДНОЙ КРАН С РАЗДЕЛЕНИЕМ ФУНКЦИЙ ВЫБОРА НАПОРА И ПЕРЕКРЫВАНИЯ ПОТОКА
SINGLE-LEVER WATER TAP WITH SEPARATION OF FUNCTIONS OF PRESSURE SELECTION AND FLOW SHUTOFF

Изобретение относится к области сантехнического оборудования и может быть использовано в качестве водопроводного крана для однородной жидкости, в частности для холодной воды, или в качестве перекрывающего устройства в смесителях с раздельным регулированием температуры и напора воды, в том числе термостатических.
Широко распространена и хорошо известна конструкция однорычажного смесителя (US 5329985, US 5080134 и др.), состоящая из корпуса смесителя, излива, рычажной рукоятки, подводящих патрубков и каналов холодной и горячей воды, полости для установки картриджа, канала, соединяющего выходное отверстие картриджа и излив, прижимной гайки, колпака корпуса и картриджа для смешивания холодной и горячей воды, содержащего неподвижную керамическую пластину с двумя симметрично расположенными входными отверстиями и одним выходным отверстием, подвижную керамическую пластину с одним коммутирующим пазом или сквозным отверстием, шток, втулку, ось, удерживающую шток во втулке, поводок, взаимодействующий со штоком и перемещающийся вместе с подвижной керамической пластиной, шумогаситель, корпус и донышко картриджа, верхнюю и нижнюю резиновые прокладки.
Известна конструкция водопроводного крана для однородной жидкости, в частности для холодной воды, полностью аналогичная конструкции описанного однорычажного смесителя, отличающаяся от нее только тем, что на два входных отверстия картриджа подается холодная вода из одного подводящего канала. При этом сам картридж остается без изменений. Рукоятка такого крана вращается вверх - вниз и вправо - влево. При движении вверх - вниз происходит открывание и перекрывание потока воды. В крайнем правом положении вода подается через одно из входных отверстий, в крайнем левом положении - через другое. При серединном положении вода подается наполовину из первого отверстия, наполовину - из второго. При смещении рукоятки вправо или влево от серединного положения увеличение подачи воды через одно отверстие компенсируется соответствующим уменьшением ее подачи через другое отверстие. Таким образом, перемещение рукоятки вправо - влево никак не влияет на изменение напора воды. К такой конструкции относятся известные из практики производства модели разных фирм, например кран для холодной воды Ledeme L 4795 и др.
Известна еще одна конструкция водопроводного крана для однородной жидкости, также аналогичная конструкции указанного однорычажного смесителя, отличающееся от нее тем, что второе входное отверстие картриджа и неподвижного диска и второй подводящий канал упраздняются, единственное входное отверстие располагается напротив выходного и рычажная рукоятка перемещается только по направлению вверх-вниз.
Такая конструкция водопроводного крана состоит из корпуса крана, излива, рычажной рукоятки, подводящего патрубка и канала однородной жидкости, полости для установки картриджа, канала, соединяющего выходное отверстие картриджа и излив, прижимной гайки, колпака корпуса и картриджа для перекрывания потока воды, содержащего неподвижную керамическую пластину с одним входным и одним выходным отверстиями, подвижную керамическую пластину с одним коммутирующим пазом или сквозным отверстием, шток, втулку, ось, удерживающую шток во втулке, поводок, взаимодействующий со штоком и перемещающийся вместе с подвижной керамической пластиной, шумогаситель, корпус и донышко картриджа, верхнюю и нижнюю резиновые прокладки. К такой конструкции относятся известные из практики производства модели, например кран для холодной воды Cron CN 1090, краткое описание которого можно найти на сайте cron-rassia.ru.
Наиболее близким аналогом из трех указанных прототипов является последний. Основной недостаток указанных известных конструкций - относительно низкие регулировочные характеристики напора водного потока, обусловленные скачкообразным движением рычажной рукоятки. При начале движение картридж создает достаточно высокое сопротивление, которое преодолевается мощной рычажной рукояткой с помощью скачка, обладающего инерцией движения. В результате регулировка напора воды осуществляется большими скачками. Кроме того, инерция движения рычажной рукоятки при стандартном ограничении самого движения по направлению вверх - вниз 25° часто приводит к тому, что рукоятка практически сразу же, одним движением переводит картридж из положения «Закрыто» в положение «Открыто». Такой механизм перекрывания способствует выбору большего, чем необходимо, потока воды и ее перерасходу.
Предлагаемый однорычажный водопроводный кран так же, как и наиболее близкий аналог, состоит из корпуса крана, излива, рычажной рукоятки, подводящего патрубка и канала однородной жидкости, полости для установки картриджа, канала, соединяющего выходное отверстие картриджа и излив, прижимной гайки, колпака корпуса и картриджа для перекрывания потока однородной жидкости, содержащего неподвижную керамическую пластину с одним входным и одним выходным отверстиями, подвижную керамическую пластину с одним коммутирующим пазом или сквозным отверстием, шток, втулку, ось, удерживающую шток во втулке, поводок, взаимодействующий со штоком и перемещающийся вместе с подвижной керамической пластиной, шумогаситель, корпус и донышко картриджа, верхнюю и нижнюю резиновые прокладки, но отличается тем, что дугообразное входное или выходное отверстие неподвижной керамической пластины имеет на всем протяжении сужение к одному из своих концов и при перемещении рычажной рукоятки по направлению вправо - влево происходит дополнительный по отношению к ее перемещению по направлению вверх - вниз выбор необходимого напора однородной жидкости.
1
1
2
2
Как показано на фиг. 4, дугообразное входное или выходное отверстие неподвижной керамической пластины может быть образовано соединением дуги или дугообразной кривой C, двух радиально расположенных на ее концах отрезков L и L, второй из которых значительно меньше первого, и дугообразной кривой С, соединяющей вторые концы обоих отрезков.
1
2
1
2
Для соединения дугообразных кривых C и С вместо отрезков L и L могут использоваться другие способы соединения, например полуэллипсы или полуокружности соответствующего диаметра.
2
1
1
1
2
Длина отрезка L может быть равна нулю. В этом случае один из концов дугообразной кривой C соединяется с первым концом отрезка L, другой конец кривой C с помощью дугообразной кривой С соединяется со вторым концом этого же отрезка.
Как показано на фиг. 4 и 7, сужение к одному из своих концов на всем протяжении может иметь как входное, так и выходное отверстие неподвижной керамической пластины.
Предлагаемая конструкция отличается от известных тем, что при движении рукоятки по направлению вправо - влево происходит выбор необходимого напора воды, а при движении по направлению вверх - вниз - открывание и перекрывание воды выбранного напора, за счет чего происходит разделение функций выбора напора и перекрывания потока воды.
При движении вверх рукоятки в крайнем правом положении напор воды будет максимальным, при движении вверх в крайнем левом положении - минимальным. При этом сохраняется возможность дополнительного регулирования потока воды с помощью неполного движения вверх.
Крайнее правое положение рычажной рукоятки необходимо использовать для быстрого набора большого объема воды, серединное положение - для мытья рук, крайнее левое - для чистки овощей и других экономных режимов расходования воды.
Такая конструкция позволяет разделить функции выбора напора и перекрывания потока воды, существенно облегчает выбор режимов меньшего напора воды, что значительно повышает экономичность водопроводного крана и создает дополнительное удобство для пользователя, который с помощью рычажной рукоятки может сначала выбрать необходимый напор, а затем быстро открыть поток воды нужного напора. Создается возможность быстрого перекрывания и открывания воды выбранного напора даже при небольших промежутках между ее продуктивным расходованием. Кроме того, такая конструкция ослабляет гидроудары, возникающие при перекрывании и открывании потока воды, что повышает герметичность всех соединений водопроводного крана и увеличивает срок его эксплуатации.
Таким образом, предлагаемая конструкция создает сразу несколько технических результатов:
1) разделение функций выбора напора и перекрывания потока однородной жидкости;
2) облегчение выбора режимов меньшего напора;
3) большая экономичность;
4) ослабление гидроударов и увеличение срока эксплуатации водопроводного крана;
5) дополнительное удобство для пользователя.
Описание предлагаемой конструкции поясняется с помощью чертежей.
На фиг. 1, 2, 4-6 изображен первый вариант исполнения, на фиг. 3, 7-9 - второй вариант исполнения предлагаемой конструкции однорычажного водопроводного крана. Отличие первого и второго вариантов исполнения состоит в разном расположении подводящего канала однородной жидкости, в разном расположении и разной форме входного и выходного отверстий неподвижной керамической пластины, разной форме и типе отверстия в подвижной керамической пластине и разном расположении канала, соединяющего выходное отверстие картриджа и излив.
В первом варианте исполнения подводящий канал расположен в передней части корпуса крана, поэтому входное отверстие неподвижной керамической пластины также расположено в ее передней части, а выходное - в центральной и задней части. В этом варианте исполнения сужение к одному из своих концов на всем протяжении имеет входное отверстие неподвижной керамической пластины и в подвижной керамической пластине имеется сквозное отверстие, выполняющее функцию коммутирующего паза за счет того, что оно закрывается плоскостью плотно прилегающего к подвижной пластине поводка.
Во втором варианте исполнения подводящий канал расположен в центральной и задней части корпуса крана, поэтому входное отверстие неподвижной керамической пластины также расположено в ее задней части, а выходное - в передней части. В этом варианте исполнения сужение к одному из своих концов на всем протяжении имеет выходное отверстие неподвижной керамической пластины и в подвижной керамической пластине вместо сквозного отверстия имеется коммутирующий паз.
Два варианта исполнения лишь показывают взаимодействие основных элементов и не ограничивают возможности для реализации предлагаемого изобретения.
На фиг. 1 изображен вид сбоку на первый вариант исполнения однорычажного водопроводного крана. Штриховой тонкой линией на фигуре схематично показано внутреннее устройство, штриховой основной - перемещение рычажной рукоятки в положение «Открыто».
На фиг. 2 изображен вид сверху на водопроводный кран. Штриховой основной линией показаны перемещения рычажной рукоятки в крайнее левое и крайнее правое положения.
На фиг. 3 изображен вид сбоку на второй вариант исполнения конструкции.
На фиг. 1-3 показаны: 1 - подводящий патрубок однородной жидкости, 2 - подводящий канал однородной жидкости, расположенный внутри корпуса крана; 3 корпус крана; 4 - излив; 5 - полость для установки картриджа; 6 - картридж для регулирования и перекрывания потока однородной жидкости; 7 - прижимная гайка для крепления картриджа; 8 - колпак корпуса крана; 9 - шток; 10 - рычажная рукоятка; 11 шпилька крепления рычажной рукоятки к штоку; 12 - заглушка отверстия для крепления рычажной рукоятки; 13 - канал, соединяющий выходное отверстие картриджа и излив; 14 - шпилька крепления крана к поверхности установки; 15 - прокладки для крепления крана к поверхности; 16 - гайка крепления крана к поверхности.
На фиг. 4 и 5 изображены виды сверху соответственно на неподвижную и подвижную керамические пластины картриджа для первого варианта исполнения.
На фиг. 6 изображен механизм взаимодействия неподвижной и подвижной керамических пластин картриджа для первого варианта исполнения. Штриховой тонкой линией показаны элементы неподвижной керамической пластины, закрытые сверху подвижной керамической пластиной. На фигуре показано расположение неподвижной и подвижной керамических пластин, когда рычажная рукоятка крана:
a) опущена вниз в крайнем правом положении;
b) поднята вверх в крайнем правом положении;
c) опущена вниз в серединном положении;
d) поднята вверх в серединном положении;
e) опущена вниз в крайнем левом положении;
f) поднята вверх в крайнем левом положении.
На фиг. 7 и 8 изображены виды сверху соответственно на неподвижную и подвижную керамические пластины картриджа для второго варианта исполнения. Штриховой основной линией на фиг. 8 показан невидимый сверху коммутирующий паз подвижной керамической пластины.
На фиг. 9 изображен механизм взаимодействия неподвижной и подвижной керамических пластин картриджа для второго варианта исполнения. На фигуре показано расположение неподвижной и подвижной керамических пластин, когда рычажная рукоятка крана:
a) опущена вниз в крайнем правом положении;
b) поднята вверх в крайнем правом положении;
c) опущена вниз в серединном положении;
d) поднята вверх в серединном положении;
e) опущена вниз в крайнем левом положении;
f) поднята вверх в крайнем левом положении.
На фиг. 4-9 показаны: 17 - неподвижная керамическая пластина картриджа; 18 - входное отверстие неподвижной керамической пластины; 19 - выходное отверстие неподвижной керамической пластины; 20 - подвижная керамическая пластина; 21 - сквозное отверстие подвижной керамической пластины; 22 - коммутирующий паз подвижной керамической пластины.
1
2
3
2
1
3
2
При формировании сужения входного или выходного отверстия неподвижной керамической пластины и формы отверстия в подвижной керамической пластине рекомендуется изначально рассчитывать необходимое соотношение образуемых при взаимодействии обеих пластин площадей отверстия, регулирующего напор воды. В частности, на фиг. 6 и 9 эти площади показаны заливкой: S - площадь отверстия полного напора, который создается при поднятии рукоятки вверх в крайнем правом положении, S - площадь отверстия, создающего напор при поднятии рукоятки вверх в серединном положении, S - площадь отверстия, создающего напор при поднятии рукоятки вверх в крайнем левом положении. Например, если S будет меньше S в два раза и S будет меньше S тоже в два раза, то при открывании потока воды в серединном положении рукоятки, напор будет в два раза меньше полного, а в крайнем левом положении - в четыре раза меньше полного.
2
1
3
2
Если S будет меньше S в два раза, а S меньше S в четыре раза, то при открывании потока воды в серединном положении рукоятки напор будет в два раза меньше полного, в крайнем левом положении - в восемь раз меньше полного.
Предлагаемая конструкция может также использоваться в качестве перекрывающего устройства в смесителях с раздельным регулированием температуры и напора воды, в том числе термостатических. В этом случае холодная и горячая вода сначала подается на смешивающий вентиль, рукоятка которого может располагаться с левого или правого бока корпуса смесителя, затем смешанная вода для регулирования и перекрывания потока подается на вход описанного картриджа с рычажной рукояткой, с выхода которого она поступает в излив. Использование предлагаемой конструкции в качестве перекрывающего устройства в смесителях значительно расширяет сферу ее использования.