ВОДОПРОВОДНЫЙ КЛАПАН СО СТЕРЖНЕВОЙ РУЧКОЙ УПРАВЛЕНИЯ
WATER SUPPLY VALVE WITH ROD CONTROL HANDLE

Настоящее изобретение относится к водопроводным клапанам, таким как водопроводные краны. Более конкретно оно относится к таким клапанам, которые управляются посредством управления ручкой типа координатной ручки.
Известно множество водопроводных регулировочных клапанов, которые используют одну ручку рычага для регулирования объема и смешивания. Обычно ручка проходит через верхнюю или переднюю часть корпуса клапана, при этом ее внутренний конец соединяется с подвижными и/или вращающимися пластинами или другими управляющими устройствами. Наружный конец ручки выполнен с возможностью захвата пользователем. См., например, патенты США 1798530, 2850042, 3512547, 3548878, 3693660, 4357957, 4916966, 5095934, 6209581 и 6286808.
Однако проблема множества данных устройств заключается в том, что давление на ручку управления во время приведения в движение может со временем стать причиной ослабления соединения ручки, что может привести к самопроизвольному движению или качанию ручки. Кроме того, со временем некоторые такие устройства требуют относительно большого усилия для обеспечения перемещения элементов клапана, которое может способствовать ухудшению качества внутренних элементов клапана. Даже если этого не происходит, многие данные устройства являются нежелательно подверженными износу и отрыву.
Другие данные устройства неэффективно препятствуют проникновению в клапан воды, мыла и грязи из окружающей среды. Это может оказывать неблагоприятное влияние на работу клапана.
В других вариантах предпринимались попытки создания таких ручек управления, которые имитируют эстетический внешний вид и ощущение координатной ручки, используемой в авиации и в электронных играх. Однако устройства известного уровня техники страдают от одного или более недостатков (например, тех, которые были упомянуты выше).
TM
В других вариантах предпринимались попытки закрепления водопроводных кранов в скрытых корпусах, связанных с умывальными комнатами. Например, компания Kohler предлагает на рынке шкаф для ванной комнаты Purist, в котором выпускное отверстие для водопроводного крана встроено внутри шкафа. Однако данная система использует обычную ручку управления для регулирования выходного потока.
Таким образом, существует необходимость в усовершенствованных водопроводных клапанах с одной ручкой, особенно таких, которые по ощущениям и внешнему виду подобны координатной ручке и/или которые могут встраиваться в шкафы и другие коробчатые корпуса.
В одном аспекте настоящее изобретение описывает водопроводный кран, который содержит корпус, первое впускное отверстие для подачи воды в кран, выпускное отверстие для выпуска воды из крана, регулировочный клапан, пригодный для регулирования потока воды из впускного отверстия в выпускное отверстие, рычаг, соединенный с регулировочным клапаном для управления регулировочным клапаном, ручку управления, соединенную с рычагом таким образом, чтобы обеспечить относительное осевое перемещение между ними, и элемент смещения, расположенный за пределами корпуса между рычагом и ручкой таким образом, чтобы упруго смещать ручку в сторону от регулировочного клапана. Обычно имеется также второе впускное отверстие для подачи в кран воды, которая имеет другую температуру по сравнению с водой, подаваемой в первое впускное отверстие, при этом регулировочный клапан регулирует не только объем воды, выпускаемый из выпускного отверстия, но и смешивание воды, выпускаемой из выпускного отверстия, поступающей из первого впускного отверстия и второго впускного отверстия.
В предпочтительных видах ручка управления содержит куполообразный внутренний концевой элемент, который перемещается относительно дополняющей выемки в крышке, при этом крышка содержит по существу центральное отверстие, через которое проходит, по меньшей мере, часть куполообразного концевого элемента, и рычаг содержит внутренний конец, который содержит шарик.
Некоторые варианты осуществления изобретения особенно пригодны для закрепления в корпусе с ручкой (и, возможно, частью выпускной насадки), выступающей из передней части корпуса. Корпусом может быть компактный корпус, прикрепленный напротив сверху, или может быть шкаф с полками.
В другом аспекте изобретение описывает водопроводный кран, который содержит корпус, первое впускное отверстие для подачи воды в кран, выпускное отверстие для выпуска воды из крана, регулировочный клапан, пригодный для регулирования потока воды из впускного отверстия в выпускное отверстие, рычаг, соединенный с регулировочным клапаном, для управления регулировочным клапаном, ручку управления, соединенную с рычагом, шарик, расположенный вдоль рычага для перемещения вдоль него, и элемент смещения, расположенный за пределами корпуса между шариком и ручкой управления таким образом, чтобы упруго смещать шарик по направлению к регулировочному клапану. Кроме того, данные принципы могут быть применены к смесительному клапану с множеством впускных отверстий и клапану, который регулирует не только объем, но и температуру воды.
В предпочтительных видах между шариком и корпусом имеется подвижный диск, который перемещается, когда рычаг поворачивается, а также подшипник, расположенный между корпусом и подвижным диском. Наиболее предпочтительно подшипник выполнен из сополимера полиацеталя.
В других предпочтительных видах имеется установочный винт, аксиально прикрепляющий рычаг к ручке управления, кран выполнен в виде сливной трубки, пригодной для закрепления на противоположной верхней части, и шарик содержит полость, содержащую цилиндрическую винтовую пружину.
Одно важное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что пружина обеспечивает упругую нагрузку на ручку управления или от ручки управления. Кроме того, когда подвижный диск используется для перекрытия соединения между ручкой, рычагом и регулировочным клапаном, диск может быть снабжен самосмазывающимся подшипником. В любом случае это обеспечивает уплотнение от воды, грязи и моющих растворов.
Упругость соединения ручки управления также уменьшает износ на внутренних движущихся частях, создавая при этом эстетически приятное ощущение. Важно, что размещение пружины за пределами основного корпуса облегчает сборку и техническое обслуживание.
Другое преимущество упругого соединения заключается в том, что оно уменьшает вероятность растрескивания шкафа или другого соединенного опорного корпуса. Например, соединенное зеркало шкафа может быть довольно хрупким. Дополнительная упругость, обеспечиваемая пружиной, является важным средством защиты, уменьшающим избыточное давление.
Еще одно преимущество настоящего изобретения заключается в том, что если данные краны используются вместе с эстетически привлекательным шкафом и другими коробчатыми корпусами, при соответствующем размещении выпускной насадки пользователь может видеть только управление ручкой и выходящий поток воды. В частности, когда насадка образует ламинарный поток, это создает очень приятный эстетический внешний вид.
Эти и другие преимущества настоящего изобретения будут очевидны из подробного описания, которое приведено ниже, и сопроводительных чертежей. Таким образом, для оценки полного объема изобретения необходимо ознакомиться с приведенной ниже формулой изобретения.
Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:
на фиг.1 изображен вид в перспективе шкафа для ванной комнаты и расположенной рядом умывальной раковины, где водопроводный кран настоящего изобретения выполнен как одно целое с ними;
на фиг.2 изображен вид с местным разрезом, выполненным обычно вдоль линии 2-2 в соответствии с фиг.1;
на фиг.3 изображен увеличенный вид в разрезе элемента 3-3 в соответствии с фиг.2;
на фиг.4 изображен вид, аналогичный фиг.1, но при этом шкаф, изображенный на фиг.1, заменен другим более компактным корпусом, закрепляемым напротив сверху;
на фиг.5 изображена схема, иллюстрирующая регулирование потока воды и температуры посредством ручки настоящего изобретения;
на фиг.6 изображен вид в перспективе с разделением элементов крана, изображенного на фиг.4, за исключением сливной трубки;
на фиг.7 изображен вид в перспективе третьего варианта осуществления в виде крана с управлением ручкой, расположенного рядом с умывальной раковиной;
на фиг.8 изображен вид в перспективе с разделением элементов крана, изображенного на фиг.7;
на фиг.9 изображен вид в разрезе, выполненном вдоль линии 9-9 в соответствии с фиг.7; и
на фиг.10 изображен вид в разрезе, аналогичный фиг.9, но с ручкой крана, расположенной в другом, открытом положении.
На фиг.1-6 показана раковина 12 и шкаф 16, содержащий кран 14, соединенный с ним. Внутренняя центральная часть шкафа 16 может содержать водопроводные соединения и большую часть элементов крана. Боковые части 18 шкафа могут быть в виде поворотно-откидных полок.
Кран 14 включает в себя переднюю часть 20, которой может быть часть шкафа 16 (например, лицевая поверхность шкафа 16 с зеркалом) или же может быть часть корпуса крана. Сливная трубка 22 соединена с краном 14, и картридж 24 смесительного клапана соединен с возможностью прохождения текучей среды со сливной трубкой 22.
Используемый клапан для точного смешивания не является критическим при условии, что он может управляться посредством перемещения ручки. Например, смесительный клапан, раскрытый в патенте США № 6209581, включенный в данный документ согласно ссылке, может быть использован для регулирования потока воды из впускных отверстий для горячей и холодной воды в сливную трубку 22. В качестве альтернативы можно выбрать другие коммерческие керамические смесительные клапаны, такие как модель Kerox GN-40A, которая рекламируется как пригодная для использования с управлением ручкой.
В любом случае картридж должен быть способен принимать обычный соединительный элемент 26 для впуска горячей воды и соединительный элемент 28 для впуска холодной воды, и соединяться с трубой 30 для выпуска смешанной воды. Кроме того, регулировочные диски или другие конструкции клапана должны быть пригодны для приведения в движение посредством поворота (или другого перемещения) стержневого рычага 32. Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением ручка 34 крана типа координатной ручки прикреплена к стержневому рычагу 32 (в данном варианте осуществления для обеспечения осевого перемещения между ними).
Крышка 42 расположена между ручкой 34 управления и передней частью 20, и элемент 38 смещения (в виде пружины) расположен за пределами передней части 20 между ручкой 34 управления и стержневым рычагом 32. Элемент 38 смещения смещает ручку 34 наружу и таким образом куполообразную юбку 40, прикрепленную к ней, в соответствующую выемку в крышке 42.
Элемент 38 смещения изображен в виде цилиндрической винтовой пружины. Однако возможны другие устройства смещения, такие как листовые пружины, пружинные шайбы, эластомерные материалы и другие упругие сжимаемые элементы, такой как газовая диафрагма.
Между передней частью 20 и крышкой 42 имеется также прокладка 44. Крышка 42 также включает в себя приблизительно центральное отверстие 46, через которое проходит, по меньшей мере, часть куполообразной юбки 40.
Другие элементы включают в себя уплотнительное кольцо 48, втулку 50, пружинную шайбу 52 и гайку 54. Гайка при помощи резьбы зацепляется с корпусом 56 для обеспечения наружного предела для картриджа 24 смесительного клапана, помимо прочего, и винты 58 прикрепляют крышку 42 к корпусу 56.
Разрезная гайка 60 создает внутренний предел для ручки 34. Уплотнительное кольцо 62 уменьшает или устраняет любое качание в ручке 34 и обеспечивает пользователя более надежным управлением. Корпус 56 может также включать в себя соединительные элементы (не показанные), которые соединяют соединительные элементы 26 и 28 для впуска и выпускную трубу 30 с соответствующими отверстиями в картридже 24 смесительного клапана.
Как лучше всего показано на фиг.6, передняя часть 20 может включать в себя поверхность 64 с зеркалом и заднюю пластину 66, а также соответствующий кронштейн 68, снабженный винтами 70 с буртиком и пружинами 72, который соединяется с корпусом 56 для дополнительной опоры крана 14 и обеспечивает снятие напряжений на передней части 20.
Картридж 24 смесительного клапана может включать в себя треугольное отверстие 74, которое позволяет ручке 34 крана регулировать температуру и поток. Как показано на фиг.5, предпочтительно смесительный картридж выполнен таким образом, что центральным верхним положением стержня будет положение "закрыто". Когда стержень перемещается вперед/вниз, объем воды увеличивается. Когда он перемещается влево, температура выпускаемой воды повышается. Когда он перемещается вправо, температура понижается. Конечно, при соответствующем выборе другого смесительного клапана можно управлять клапаном только посредством вращательного движения и/или различных комбинаций поворота и вращения.
В альтернативном варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.4, имеется раковина 82 и кран 84 в более компактном корпусе 86, который закреплен напротив. В остальном кран 84 подобен крану 14 за исключением того, что сливная трубка 22 здесь предпочтительно расположена немного по другому. Таким образом, "корпус" не должен быть аптечкой или другим большим устройством типа шкафа.
В варианте осуществления, изображенном на фиг.7-10, проиллюстрирован третий вариант осуществления автономного крана. Имеется раковина 92 и кран 94, закрепленный на задней части раковины 92.
Кран 94 содержит наружный корпус 96 и выпускной сливную трубку 98. Картридж 124 смесительного клапана может быть таким же, как и картридж 24 смесительного клапана в других вариантах осуществления. Ручка 100 типа координатной ручки соединяется со стержнем 132.
Здесь вместо пружины, смещающей ручку в сторону от рычага, элемент 104 смещения смещает шарик 106 относительно подвижного диска 110. Элементом 104 смещения может быть цилиндрическая винтовая пружина, как показано, хотя возможны и другие упругие элементы, такие как листовые пружины, пружинные шайбы, упругие элементы, выполненные из эластомерных материалов, или другие сжимаемые элементы, такие как газовая диафрагма и другие элементы смещения.

Имеется также подшипник 108, контактирующий как с шариком 106, так и с подвижным диском 110. Подшипник 108 может содержать наружную поверхность 112, дополнительную с внутренней поверхностью 114 подвижного диска 110. Подшипник 108 может быть выполнен из сополимера полиацеталя, такого как Celcon, который обеспечивает подшипнику 108 высокую износостойкость, высокую усталостную прочность при изгибе, ударную прочность и сопротивление ползучести. Подшипник 108 и подвижный диск 110 взаимодействуют с возможностью перемещения с корпусом 96, когда ручка 100 крана приводится в движение. Установочный винт 116 ввинчивается в ручку 110 и прижимается к стержню 132.
Гайка 154 ввинчивается в корпус 96. Соединительные элементы 118 обеспечивают соединение труб для впуска горячей и холодной воды (120, показана только одна) с соответствующими отверстиями в нижней части картриджа 124 смесительного клапана. В зависимости от положения ручки 100 крана вода выпускается из нижнего выпускного отверстия картриджа 124 смесительного клапана и сливной трубки 98. Уплотнительное кольцо 122 уплотняет смешанную воду от протекания между соединительными элементами 118 и сливной трубкой 98.
В данном случае между ручкой 100 и шариком 106 имеется упругость. Это особенно важно, поскольку шарик 106 удерживает подвижный диск 110 на месте, одновременно также допуская легкое перемещение таким образом, чтобы перекрывать отверстие в клапане независимо от положения.
Хотя предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения описаны выше и/или проиллюстрированы на чертежах, настоящее изобретение может быть также модифицировано в пределах сущности и объема данного раскрытия. Таким образом, для оценки полного объема изобретения необходимо ознакомиться с формулой изобретения.
Настоящее изобретение описывает водопроводные краны, содержащие средства управления типа координатной ручки с улучшенными характеристиками.