УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПРОТЕЧЕК ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ ДЛЯ БЫТОВЫХ ПРИБОРОВ
DEVICE FOR PROTECTION OF HOUSEHOLD APPLIANCES FROM FLUID LEAKS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройству защиты от протечек текучей среды, в частности к устройству защиты от затопления, предназначенному для соединения источника текучей среды с устройством, использующим указанную текучую среду, например бытовым прибором.
В частности, в изобретение относится к защитному устройству описанного выше типа, которое содержит:
- первый соединительный корпус и второй соединительный корпус, определяющие, соответственно, первый канал и второй канал для текучей среды;
- по меньшей мере один клапанный механизм на первом и/или втором соединительном корпусе, содержащий клапанный элемент, установленный с возможностью смещения и предназначенный для прихода в положение открытия и в положение закрытия первого и/или и второго канала;
- средства управления для удержания клапанного элемента в соответствующем положении открытия, причем средства управления могут быть приведены в соответствующее положение разблокировки клапанного элемента;
- внутренний гибкий шланг и внешний гибкий шланг, непроницаемые для текучей среды,
причем внутренний шланг обеспечивает жидкостное соединение первого канала со вторым каналом и проходит в продольном направлении по меньшей мере частично внутри внешнего шланга так, что по меньшей мере на участке между двумя шлангами образован зазор, имеющий проксимальный конец и дистальный конец, причем зазор по существу закрыт на указанном конце для удержания внутри него возможно протекшей текучей среды.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Устройства защиты для бытовых приборов рассматриваемого типа широко известны, в частности, применяются в стиральных и посудомоечных машинах. Обычно в устройствах защиты от затопления внутренний шланг предназначается для подачи воды от сети водоснабжения в бытовой прибор, тогда как функция внешнего шланга состоит в предотвращении распространения любых возможных протечек воды из внутреннего шланга по жилым помещениям, приводящего к затоплению. Для этой цели один из двух соединительных корпусов, определяемый ниже как «корпус клапана», оборудован клапанным механизмом, включающим в себя клапанный элемент, который закрывает канал внутри собственно корпуса, в случаях обнаружения протечки воды.
В известных решениях первого типа внешний шланг и зазор открыты внизу, т.е. на дистальном конце, внутри бытового прибора, где имеется поддон для сбора возможных протечек воды. В указанном поддоне предусмотрен датчик электромеханического (например, поплавок и связанный с ним микровыключатель) или механического типа (на основе расширения обезвоженной губки, которая увеличивается в объеме при контакте с жидкостью). Независимо от типа датчика общая конструкция такова, что при обнаружении воды в поддоне датчик генерирует управляющий сигнал (электрический, пневматический, или механический, в зависимости от конкретного исполнения), который вызывает включение клапанного механизма в корпусе клапана, и, тем самым, закрытие канала, по которому поступает вода. Таким образом, в случае неисправности внутреннего шланга для подачи воды, предотвращено дальнейшее поступление воды и связанный с этим риск затопления. Такие защитные устройства имеют преимущество в том, что прекращают подачу воды также в случае, когда протечка вызвана не неисправностью внутреннего шланга, а отказом тех или иных гидравлических компонентов, установленных внутри бытового прибора. Однако описанные устройства предполагают определенную специально подготовленную компоновку бытового прибора; сами устройства должны быть выполнены с учетом конструкции бытового прибора, поскольку их соединение с прибором должно выполняться по существу с соблюдением взаимного соответствия. Кроме того, тот факт, что такие устройства содержат по существу два блока, которые соединены друг с другом, но установлены в различных местах (корпус клапана с двумя шлангами, с одной стороны, и узел датчика протечки, с другой) делает эти устройства относительно сложными и дорогостоящими и несет в себе значительный риск появления неисправностей. Тот факт, что срабатывание управляется из точки, удаленной от клапанного механизма, может стать причиной критических ситуаций, прежде всего, когда указанный сигнал генерируется механическими компонентами.
Предлагались также устройства защиты от затопления второго типа, более простые, чем предыдущие и не предполагающие специально подготовленной компоновки бытового прибора. В устройствах второго типа зазор между внутренним шлангом и внешним шлангом по существу закрыт с двух концов, то есть способен накапливать любые возможные протечки воды из внутреннего шланга. Принцип работы устройств этого типа основан на использовании обезвоженной губки, устанавливаемой при использовании в положении, соответствующем первому соединительному корпусу и имеющей жидкостное соединение с зазором. Обезвоженную губку обычно присоединяют к стопорному элементу, установленному с возможностью перемещения между положением удержания и положением разблокировки запирающего элемента механического клапана. Когда губка обезвожена, указанный стопорный элемент удерживает запирающий элемент в положении открытия канала. В случае же протечки вода, собранная внутри зазора, поднимается до тех пор, пока не войдет в контакт с губкой, вызывая ее увеличение в объеме и, тем самым, смещение стопорного элемента в положение разблокировки, что позволяет запирающему элементу клапана под давлением воды закрыть канал поступления воды. Устройство защиты от затопления этого типа известно, например, из немецкого патентного документа № DE 3618258 C, который подан от имени настоящего заявителя и который стал основой ограничительной части пункта 1 формулы изобретения (указанный документ описывает также упомянутые выше устройства защиты первого типа).
Устройства указанного второго типа значительно менее дороги, чем упомянутые ранее и могут устанавливаться просто и быстро в любом бытовом приборе, даже не предназначенном для этой цели, а также после приобретения бытового прибора. Однако, поскольку действие таких устройств основано на использовании обезвоженной губки, их конструкция предполагает, что протекшая вода, накопленная в зазоре, поднимается в нем до тех пор, пока не достигнет губки. Из этого следует, что объем зазора и того участка устройства, в котором используется губка, в любом случае существенно открыт для внешней среды, чтобы обеспечить отведение воздуха, позволяющее воде заполнять зазор. Для этого устройство обычно снабжается кожухом, имеющим по меньшей мере одно вентиляционное отверстие. Однако наличие и размеры такого отверстия делают возможным поступление внутрь устройства влаги. Указанная проблема особенно остро ощущается в тех случаях, когда бытовой прибор с соответствующим устройством защиты от затопления расположен в месте, наиболее подверженном воздействию влажности (как в случае посудомоечной машины в кухне или стиральной машины в ванной, когда часто вырабатывается много пара, например, соответственно, в процессе приготовления еды или принятия душа). Связанное с этим поступление влаги в устройство может постепенно ставить под угрозу надлежащее функционирование устройства, например, вызывая закрытие клапанного механизма даже в отсутствие фактической протечки воды. Кроме того, случайное проливание воды снаружи на корпус устройства (как в случае устройства, установленного в посудомоечной машине, свободно размещенной в кухне) может вызывать попадание влаги внутрь, ведущее к нежелательному срабатыванию защитного устройства. Для устранения указанных проблем было предложено ввести в состав вентиляционного отверстия элемент из спеченного пористого материала.
Однако указанное решение усложняет процесс изготовления устройства, причем такой фильтр может стать местом скопления пыли и грязи до такой степени, что это поставит под угрозу надлежащее функционирование устройства в ситуации, когда будет необходимо его срабатывание. В качестве альтернативы было предложено перекрыть отверстие для выпуска воздуха пробкой, например сферической деталью, выталкиваемой из этого отверстия давлением, создаваемым при протечке. Помимо усложнения процесса изготовления устройства, это решение заключает в себе риск того, что, прежде всего с течением времени, сферическое тело может намертво застрять в соответствующем гнезде, что также ставит под угрозу надлежащее функционирование устройства; описываемое решение, кроме того, подразумевает уменьшение допусков посадки между пробкой и соответствующим гнездом.
ЗАДАЧА И РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача настоящего изобретения состоит в преодолении перечисленных выше недостатков предшествующего уровня техники и создании устройства защиты от протечек текучей среды, в частности, устройство защиты от затопления описанного выше второго типа, которое будет простым и экономически выгодным в изготовлении, а также точным и надежным в работе.
Упомянутые выше, а также другие задачи, более подробно изложенные ниже, решены в заявленном устройстве с признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные признаки приведены в зависимых пунктах формулы изобретения, являющейся неотъемлемой частью технического описания изобретения.
В сущности, согласно изобретению защитное устройство описанного выше типа имеет следующие признаки:
- первый и/или второй соединительный корпус имеют регулировочную камеру, которая содержит и/или, по меньшей мере частично, ограничена подвижным элементом;
- средства управления содержат управляющий элемент, связанный с подвижным элементом;
- зазор находится в жидкостном соединении с регулировочной камерой, образуя с ней по существу замкнутый объем, или в любом случае так, что внутренняя протечка текучей среды в направлении зазора или указанного по существу замкнутого объема вызывает перемещение подвижного элемента и, те самым, срабатывание или смещение управляющего элемента в положение разблокировки клапанного элемента или управления разблокировкой последнего, в котором клапанный элемент может автономно, т.е. независимо от управляющего элемента, приходить в соответствующее положение закрытия первого и/или второго канала.
Согласно изобретению управление клапанным элементом или разблокировка клапанного элемента инициируется непосредственно просочившейся текучей средой пневматически или гидравлическим, или комбинированным (гидравлико-пневматическим) образом, с быстрым воздействием на управляющий элемент посредством упомянутого подвижного элемента, предпочтительно представленного упругой диафрагмой. Действительно, протечка воды внутрь устройства, например из внутреннего шланга в зазор, создает избыточное давление внутри этого зазора или внутри по существу замкнутого объема, содержащего зазор, и указанное избыточное давление передается в регулировочную камеру, что приводит к изгибу диафрагмы, вызывающему смещение управляющего элемента. В результате клапанный элемент разблокирован и может перекрыть основный канал притока воды. При этом, при определенных условиях установки (например, когда в установленном устройстве два шланга расположены по существу горизонтально) просачивающаяся вода может самостоятельно достигать регулировочной камеры, что приводит к изгибу диафрагмы гидравлическим, а не пневматическим путем.
В любом случае функционирование устройства полностью независимо от влажностных условий окружающей среды, что позволяет решить упомянутые выше проблемы, присущие известным решениям. Защитное закрывание можно запустить быстрее, поскольку не надо дожидаться, пока просочившаяся вода заполнит весь зазор для вхождения в контакт с обезвоженной губкой как в известном решении, и/или пока губка не увеличится в размерах до такой степени, что станет создавать усилие или перемещение, приводящее к срабатыванию защитного механизма.
В это связи необходимо отметить, что устройствам с губками, даже относительно быстрым, для срабатывания обычно требуется от 10 до 30 секунд, даже при минимальной протечке воды наружу (приблизительно от 0,2 л до приблизительно 0,5 л). Срабатывание с использованием губки по существу требует выполнения ряда шагов. Сначала губка начинает намокать в своей внешней части и увеличиваться в объеме; затем, по мере увеличения в объеме, вода начинает постепенно проникать внутрь губки, что ведет к дополнительному увеличению в объеме. Однако этому дальнейшему расширению препятствует средство реагирования или блокирования в клапанном элементе, которое задерживает просачивание текучей среды к центру губки. Из этого следует, что время срабатывания может зависеть не только от времени на достижение водой губки, но и от других факторов, таких как геометрия губки, форма соответствующего контейнера и тех поверхностей, которые будут в результате смочены. Помимо этого, для получения большего усилия необходимо использовать обезвоженную губку с большим поперечным сечением или основанием, а для достижения подходящего полезного перемещения при ее расширении необходимо использовать губку большей толщины, что ведет к увеличению стоимости и увеличению времени срабатывания (или, с другой стороны, к увеличению риска самопроизвольного расширения, при котором могут возникнуть усилия, способные вызвать ложное срабатывание защитного механизма).
В варианте изобретения, который считается предпочтительным, благодаря наличию средств накопления механической энергии, постоянно прикладывающих нагрузку к клапанному элементу в направлении положения закрытия, функционирование предлагаемого устройства согласно даже не зависит от условий давления в сети водоснабжения. В сети бытового водоснабжения на практике могут иметь место различные значения давления (например, от 0,2 бар до 10 бар) или же происходить неожиданные падения давления или, при определенных обстоятельствах, даже создаваться отрицательное давление. Наличие средств накопления механической энергии предотвращает, даже при самых неблагоприятных условиях (таких как срабатывание защитного механизма при низком давлении в сети или срабатывание, сопровождающееся отрицательным давлением в сети водоснабжения), временное возвращение в открытое состояние клапанного элемента клапанного механизма, которое бы сделало возможным дальнейшее поступление воды в бытовой прибор.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения упомянутый выше подвижный элемент образован диафрагмой или аналогичным упругодеформируемым элементом, который может изгибаться между нерабочим и рабочим положением. Управляющий элемент имеет соединение с диафрагмой, так что любой изгиб диафрагмы с переходом из нерабочего в рабочее положение вызывает смещение управляющего элемента в соответствующее положение разблокировки клапанного элемента. Такое решение увеличивает скорость срабатывания защитного устройства.
В заявленном устройстве клапанный механизм предпочтительно относится к бистабильному типу, т.е. может иметь по меньшей мере два устойчивых положения, в частности, устойчивое положение открытия в отсутствие протечки текучей среды и устойчивое положение закрытия при наличии протечки. Указанные устойчивые положения обеспечиваются, соответственно, средствами удержания, представленными управляющим элементом в соединении с подвижным элементом или диафрагмой, и средствами накопления энергии, прикладывающими нагрузку к клапанному элементу.
В одном из вариантов осуществления функционально между внешним шлангом и соединительным корпусом размещены первые средства уплотнения, которые определяют собой или содержат по меньшей мере один соединительный проход для соединения зазора с регулировочной камерой.
Это позволяет по существу закрыть зазор с его проксимального или верхнего конца, оставив в любом случае проход с относительно суженным поперечным сечением, чтобы облегчить обнаружение избыточного давления упругой диафрагмой регулировочной камеры или просочившейся жидкости дойти до последней. В предпочтительном варианте осуществления изобретения упомянутые выше первые средства уплотнения содержат по меньшей мере один по существу кольцеобразный уплотнительный элемент, который насаживают на часть соединительного корпуса и на который, в свою очередь, насаживают проксимальную оконечную часть внешнего шланга.
Первые средства уплотнения, упомянутые выше (как и упомянутая выше диафрагма), предпочтительно изготовлены из поддающегося формованию упругого материала, например эластомера, резины или силикона. В качестве примера подходящих материалов назовем лишь термопластичные эластомеры (ТРЕ) или термопластичные вулканизаты (TPV) (например, известные под торговыми названиями Forprene или Santoprene), этилен-пропилен-диеновые каучуки, бутадиен-нитрильные каучуки, бутадиен-стирольные каучуки, фторуглеродные каучуки (например, известные под торговыми названиями Viton, Fluorel, Technoflon) или хлоропреновые каучуки (например, известные под торговыми названиями Neoprene, Baypren, Butaclor).
Предпочтительно, чтобы соединительным корпусом был определен вспомогательный канал, открывающийся в регулировочную камеру, к которой непроницаемым для текучей среды образом присоединен зазор и/или выход указанного выше соединительного прохода средств уплотнения, при этом вход последнего, в свою очередь, открыт внутри зазора. В одном из вариантов осуществления изобретения уплотнительный элемент имеет средства присоединения и/или прикрепления к каналу, соединенному с регулировочной камерой, например упомянутый выше вспомогательный канал, где, в частности, соединительный проход сообщается или связан с указанными средством присоединения и/или крепления. Предпочтительно, чтобы указанный соединительный проход проходил параллельно сквозному отверстию уплотнительного элемента, в котором плотно размещается часть соединительного корпуса, причем указанная часть содержит по меньшей мере один соответствующий идущий в осевом направлении отрезок соответствующего канала для текучей среды.
Как поясняется ниже, наличие средств уплотнения, в предпочтительном варианте кольцеобразного уплотнительного элемента, а также упомянутого выше вспомогательного канала, определяемого соединительным корпусом, делает возможным, в случае необходимости, функционирование устройства и при полном отсутствии внешней оболочки. Это особенно полезно в процессе изготовления устройства, в частности при его проверке. Отметим, что в известных решениях защитное устройство обычно снабжено дополнительной оболочкой, которая должна быть герметично установлена на корпусе клапана и в которую попадают все протечки воды: в этих известных устройствах требуется обеспечить гидравлическое уплотнение как между дополнительной оболочкой и корпусом клапана, так и между внешним шлангом и оболочкой.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения управляющий элемент имеет часть, выступающую из подвижного элемента или диафрагмы снаружи регулировочной камеры, причем указанную выступающую часть по меньшей мере частично видно через окно или смотровое отверстие в кожухе устройства. Благодаря этому управляющий элемент выполняет также функцию средств оповещения о текущем состоянии устройства защиты. Управляющий элемент и средства оповещения предпочтительно изготовить как единое целое, с возможным добавлением к оконечных элементов и/или уплотняющих элементов.
В особо предпочтительном варианте осуществления изобретения канал соединительного корпуса содержит два проходящих в осевом направлении отрезка, пересекающихся друг с другом, в частности, по существу перпендикулярных друг другу. В данном варианте практического осуществления изобретения вход и выход соединительного корпуса имеют по существу ортогональные положения: такое расположение несет в себе преимущества, когда рассматриваемый соединительный корпус предназначен для соединения с источником текучей среды, например, с краном. Помимо получения исключительно компактной конфигурации устройства, такая ориентация также облегчает установку устройства в различных условиях, уменьшая при этом изгиб обоих шлангов после установки. В таком варианте осуществления изобретения весьма предпочтительно, чтобы клапанный элемент клапанного механизма мог перемещаться между соответствующими положениями открытия и закрытия в направлении по существу перпендикулярно продольной оси внутреннего шланга или его проксимального конца, присоединенного к соединительному корпусу. Кроме того, предпочтительно, чтобы управляющий элемент проходил в осевом направлении перпендикулярно направлению смещения клапанного элемента, в частности, в осевом направлении по отношению к упомянутому выше второму отрезку канала первого соединительного корпуса. Клапанный элемент предпочтительно изготовить как единое целое, с возможным добавлением оконечных элементов и/или уплотняющих элементов.
Средства уплотнения, установленные между внешним шлангом и первым соединительным корпусом, предпочтительно также содержат вспомогательное отверстие, имеющее жидкостное соединение с зазором и перекрываемое соответствующим закрывающим элементом.
Указанное вспомогательное отверстие является весьма предпочтительными при возможном использовании для проверки работоспособности устройства на этапе его изготовления. Такую проверку можно осуществлять путем подачи текучей среды, например воздуха, под давлением в вспомогательное отверстие. Поскольку последнее сообщается с зазором и с регулировочной камерой, имеется возможность моделировать работу в условиях выполнения устройством защитной функции. Весьма предпочтительно, как уже указано, если средства уплотнения расположены между внешним шлангом и первым соединительным корпусом, поскольку это позволяет выполнять указанные испытания в отсутствие оболочки. Разумеется, чтобы гарантировать нормальную работу устройства, вспомогательное отверстие должно быть плотно закупорено. В особо предпочтительном варианте осуществления изобретения закрывающий элемент, используемый для плотного закупоривания вспомогательного отверстия, относится к кожуху устройства. Таким образом, при установке, на этапе изготовления, указанного кожуха на уже собранном и проверенном корпусе клапана, включая также средства уплотнения и два шланга, упомянутый выше закрывающий элемент входит или вставляется во вспомогательное отверстие, плотно закупоривая его без каких-либо дополнительных специальных компонентов.
В одном из вариантов осуществления устройство имеет кожух, охватывающий, по меньшей мере частично, первый соединительный корпус. Предпочтительно, при наличии указанного кожуха, выполнить по меньшей мере одну его часть сопрягаемой с внешней поверхностью внешнего шланга. Как поясняется далее, внешний шланг, используемый в предлагаемом устройстве, предпочтительно представляет собой гофрированный шланг, т.е. по существу шланг с цилиндрической стенкой, определяющей ряд гребней и впадин. Таким образом, на противоположных частях кожуха могут быть сформированы рельефные элементы для зацепления с гофрированием внешнего шланга, по существу с сопряжением по форме. Такое решение обеспечит механическое удержание внешнего шланга в заданном положении относительно кожуха.
В одном из вариантов осуществления изобретения кожух, при наличии такового, может состоять из двух частей, разъемно соединяемых на корпусе клапана. Для этой цели предпочтительно, чтобы две указанные части состояли по существу из двух половин оболочки, изготовленных из единого целого и скрепленных друг с другом упругодеформируемой шарнирной части. Такие две половины оболочки можно закрыть на первом соединительном корпусе и внешнем шланге, простым и быстрым путем осуществив их взаимное сцепление.
В одном из вариантов осуществления изобретения первым соединительным корпусом определено первое идущее в осевом направлении гнездо, в котором с возможностью скольжения установлен шток клапанного элемента, и второе идущее в осевом направлении гнездо, в котором с возможностью скольжения установлен управляющий элемент, причем указанные два гнезда перпендикулярны и пересекаются. В указанном варианте осуществления изобретения первое гнездо содержит оконечное отверстие, которое выходит с наружной стороны первого соединительного корпуса в местоположении по существу напротив клапанного элемента.
Такая конструкция, за счет наличия упомянутого выше отверстия, позволяет восстановить работоспособность устройства после срабатывания механизма защиты или вернуть клапанный элемент клапанного механизма в положение открытия канала первого соединительного корпуса, как поясняется ниже.
В варианте осуществления изобретения, который пока представляется предпочтительным, регулировочная камера частично определяется непосредственно первым соединительным корпусом и закрывается с помощью упругой диафрагмы или другого подвижного элемента. Управляющий элемент предпочтительно имеет часть, выступающую из диафрагмы снаружи регулировочной камеры, причем предусмотрена крышка или подобный элемент, присоединяемый к корпусу клапана и имеющий проход для направления упомянутой выше выступающей части стопорного элемента, так что диафрагма расположена в промежуточном положении между корпусом клапана и указанной крышкой.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Другие задачи, признаки и преимущества изобретения поясняются в следующем ниже подробном описании со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые приводятся здесь исключительно в целях объяснения и иллюстрируют примеры осуществления, не носящие ограничительного характера, при этом:
фиг.1-2 представляют собой виды в изометрии под различными углами устройства защиты от затопления согласно одному из вариантов осуществления изобретения;
фиг.3-4 представляют собой виды в изометрии под различными углами первого соединительного корпуса, или корпуса клапана устройства с фиг.1-2;
фиг.5-6 представляют собой вид сзади и вид сверху корпуса с фиг.3, 4;
фиг.7, 8, 9, 10 представляют собой, соответственно, вид в изометрии, вид сбоку, вид сверху и вид снизу уплотнительного элемента устройства с фиг.1-2;
фиг.11 представляет собой вид в изометрии упомянутого выше первого соединительного корпуса с установленным на нем упомянутым выше уплотнительным элементом;
фиг.12 представляет собой вид в изометрии кожуха устройства с фиг.1-2;
фиг.13-14 представляют собой два покомпонентных изображения первой части устройства с фиг.1-2;
фиг.15 представляет собой покомпонентное изображение второй части устройства с фиг.1-2;
фиг.16 представляет собой вид упомянутой выше первой части с фиг.13-14 в частично собранном состоянии;
фиг.17 представляет собой вид, аналогичный виду с фиг.16, на котором, в отличие от фиг.16, первый соединительный корпус и некоторые связанные с ним элементы показаны в частичном разрезе;
фиг.18 представляет собой разрез упомянутой выше второй части с фиг.15;
фиг.19-20, 20-21, 22-23 и 25 иллюстрируют путем схематических разрезов и увеличенных изображений отдельных деталей возможную процедуру восстановления работоспособности предлагаемого устройства после срабатывания механизма защиты;
фиг.26 представляет собой вид в изометрии с частичным разрезом части защитного устройства в предпочтительном варианте изобретения;
фиг.27 представляет собой схематический разрез устройства с фиг.26;
фиг.28 представляет собой увеличенный вид детали с фиг.27.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Отсылки к «варианту осуществления» или «одному из вариантов осуществления» в рамках настоящего описания указывают на то, что конкретная конфигурация, конструкция или признак, описанные в связи с данным вариантом осуществления, включены по меньшей мере в один вариант осуществления. Поэтому такие обороты, как «в варианте осуществления» или «в одном из вариантов осуществления» и подобные им, которые могут присутствовать в различных местах настоящего описания, не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, детали, конфигурации, конструкции или признаки могут объединяться любым подходящим образом в одном или более вариантов осуществления, в том числе в отличных от тех, которых приводятся в качестве примеров. Уточняющие ссылки, используемые в дальнейшем изложении, введены исключительно для удобства и не определяют объем охраны или содержательную сущность вариантов осуществления.
Следует отметить, что в последующем тексте описания и формулы изобретения для простоты изложения будут упоминаться протечки текучей среды или воды из внутреннего шланга устройства, связанные, например, с неисправностью последнего. Однако такие упоминания относятся также к случаям протечки текучей среды или воды в других частях устройства, даже при отсутствии неисправности внутреннего шланга (например, протечка воды между внутренним шлангом и корпусом клапана или соединительным корпусом, из-за деформации соответствующего средства уплотнения).
На фиг.1 и 2 позицией 1 обозначено устройство защиты от протечек текучей среды в целом, в частности устройство защиты от затопления согласно возможному варианту осуществления изобретения. Как уже было указано во вводной части настоящего описания, устройство 1 относится к таким устройствам, которые имеют зазор, причем закрытый с дистального или нижнего конца, а потому не предполагают какой-либо особой компоновки, обеспечивающей бытовому прибору исполнение функции защиты.
Устройство 1 содержит по существу две оконечные части 2 и 3 и промежуточную часть 4. В последующем изложении предполагается, что верхняя оконечная часть 2 предназначена для обеспечения жидкостного или гидравлического, а также механического соединения с подходящей точкой отвода источника собственно текучей среды, например, сети водоснабжения (не показана), тогда как нижняя часть 3 предназначена для обеспечения жидкостного или гидравлического, а также механического соединения с бытовым прибором, например бытовым прибором (также не показан). Следует, однако, отметить, что конфигурация соединений может быть обратной, т.е. часть 2 может соединяться с бытовым прибором, а часть 3 - с источником текучей среды.
Верхняя часть 2 содержит первый соединительный корпус 20, определяемый ниже для упрощения как «корпус клапана», с которым связаны клапанный механизм с пневматическим или гидравлическим приводом, средства уплотнения, описанные ниже, первые средства 11 соединения (например, круглая гайка) для соединения с сетью водоснабжения, и кожух 12, по меньшей мере частично охватывающий корпус 20 клапана. Нижняя часть 3 содержит второй соединительный корпус 13 с которым связаны соответствующие вторые средства 14 соединения (например, круглая гайка) для соединения с бытовым прибором, а также некоторые другие компоненты для фиксации и плотного крепления к промежуточной части 4, которые описаны ниже и которые предпочтительно включают в себя втулку или стопорное кольцо 15. Промежуточная часть 4 состоит по существу из внутреннего шланга (не виден на фиг.1 и 2) и внешнего шланга 16, например шланга, изготовленного из термопластичного материала. В представленном на чертеже варианте, не носящем ограничительного характера, внешний шланг 16 выполнен в виде гофрированного шланга или шланга с волнообразной стенкой, или с по существу цилиндрической стенкой, определяющей чередующиеся гребни и впадины, предпочтительно кольцеобразные и/или параллельные друг другу и/или расположенные равномерными рядами; с другой стороны, стенка внешнего шланга 16 может иметь непрерывные впадину и гребень с винтовым поворотом, или другую форму, подходящую для данных целей. В рассматриваемом примере внутренний шланг, обозначаемый далее позицией 17 (см., например, фиг.16 и 17), представляет собой предпочтительно цилиндрический шланг с гладкой поверхностью, например, шланг, изготовленный из термопластичного материала или эластомерного материала, однако такая конфигурация ни в коем случае не должна рассматриваться как носящая ограничительный характер, поскольку внутренний шланг 17 может быть также гофрированным, например иметь форму, описанную выше для внешнего шланга 16. Предпочтительно, чтобы максимальный внешний диаметр внутреннего шланга 17 был меньше минимального внутреннего диаметра внешнего шланга 16, так чтобы между ними образовался кольцевой зазор, обозначенный позицией 18, например, на фиг.16 и 17. Зазор 18 предназначен для того, чтобы просочившаяся текучая среда могла проходить между внешним шлангом 16 и внутренним шлангом 17, предпочтительно также в осевом направлении относительно двух шлангов, в частности, по направлению к корпусу 20 клапана.
Упомянутый корпус 20 клапана представлен в разных видах на фиг.3-6 и содержит корпус, предпочтительно изготовленный из термопластичного материала литьем под давлением, в котором в качестве основных частей можно выделить две по существу трубчатые части 21 и 22, определяемые ниже упрощенно как входная часть и выходная часть, соответственно, которые в данном примере ортогональны друг к другу. Две части 21 и 22 включают в себя соответствующую часть или отрезки 23а, 23b основного канала 23 для текучей среды и соединены друг с другом на промежуточной части 24, внутри которой два указанных отрезка канала пересекаются. Частью 21 в корпусе 20 клапана определяется вход 25, вблизи которого образован по меньшей мере один фланец; в иллюстрируемом примере образованы два внешних кольцеобразных фланца 26 для установки известным образом круглой гайки 11 с фиг.1. Кроме того, в представленном в качестве примера варианте осуществления внешняя поверхность входной части 21 содержит часть или отрезок 27а, сходящийся на конус к промежуточной части 24, который вместе с еще одним фланцевым элементом 27b образует своего рода гнездо 27, предназначенное для взаимодействия с кожухом 12, как будет ясно из дальнейшего изложения.
Выходная часть 22, которой в корпусе 20 клапана определено выходное отверстие 28, имеет на своем верхнем участке ряд осевых выступов 29, которые служат для упрочнения корпуса 20 и/или, возможно, для позиционирования средств уплотнения, что описывается ниже.
По существу цилиндрический нижний участок выходной части 22 имеет снаружи соединительные элементы 22а, например ряд кольцеобразных удерживающих зубьев или выступов, для соединения с входным участком внутреннего шланга 17 устройства. Между указанными нижним участком и нижним концом выступов 29 предусмотрен уплотнительный участок части 22, имеющий предпочтительно круглое поперечное сечение и обозначенный на фиг.3 и 6 позицией 22b.
В промежуточной части 24 корпуса 20 клапана, в частности на верхнем (по изображению на чертежах) участке предусмотрена часть, представляющая собой по существу чашеобразную регулировочную камеру, обозначенную позицией 30. На верхнем конце указанной камеры 30 корпусу 20 клапана придана форма для получения кольцеобразного гнезда 31 для вмещения по меньшей мере периферийного края подвижного элемента, описанного ниже, в частности, упругодеформируемого элемента, например диафрагмы. Вдоль внешнего края формовки, определяющей гнездо 31, предусмотрены гнезда 32 зацепления, предназначенные для образования соединения с крючками или зубьями крышки, что также описано ниже.
По существу в центральной области камеры 30 имеется идущее в осевом направлении гнездо 33 для стопорного элемента, описанного ниже. Указанное гнездо 33 проходит в осевом направлении отрезка 23b основного канала 23 внутри выходной части 22 корпуса 20 клапана, предпочтительно коаксиально ему. На фиг.4 показано, что внутри части 21 и соответствующего отрезка 23а канала 23 проходит крупная корпусная часть, обозначенная позицией 34, в которой выполнено гнездо 35 скольжения для штока элемента открытия/закрытия или клапанного элемента, как будет описано ниже. Как было указано ранее, два отрезка 23а, 23b канала 23 которые проходят в частях 21 и 22, пересекаются друг с другом в части 24 узла. С учетом наличия элемента 34 на участке пересечения отрезок канала внутри входной части 21 имеет форму полукольца, как видно, например, из фиг.17.
На фиг.6 показано, что в промежуточной части 24 корпуса 20 клапана в местоположении, по существу противоположном или напротив входной части 21, имеется отверстие или проход 36: Указанное отверстие определяет по существу продолжение гнезда 35 для клапанного элемента для выполнения функций, которые будут объяснены ниже.
На фиг.6 можно также заметить, что в промежуточной части 24 предусмотрен крепежный или соединительный элемент 37, проходящий в осевом направлении по существу параллельно выходной части 22 корпуса 20 клапана (как показано также на фиг.3). В указанном соединительном элементе 37 выполнен осевой проход 38 (показан на фиг.5), который открывается внутрь камеры 30.
В предпочтительном варианте функционально между внешним шлангом 16 и корпусом 20 клапана установлены средства уплотнения. В частности, как поясняется ниже, указанные средства обеспечивают уплотнение между поверхностью корпуса 20 клапана, в частности, внешней поверхностью 22b выходной части 22 корпуса 20 клапана, и по меньшей мере одной поверхностью внешнего шланга 16, в частности, внутренней поверхностью внешнего шланга 16.
В варианте осуществления, который иллюстрируют фиг.7-10, упомянутые выше средства уплотнения включают в себя уплотнительный элемент, имеющий в целом кольцеобразную или трубчатую форму и обозначенный позицией 40, который ниже будет определен для упрощения как «прокладка» и тело которого изготовлено из упругодеформируемого материала, предпочтительно эластомера. Прокладка 40 содержит по меньшей мере одну часть или поверхность для соединения и/или уплотнения по отношению к узлу 20 клапана и по меньшей мере одну часть или поверхность для соединения и/или уплотнения по отношению к внешнему шлангу 16.
В прокладке 40, что также изображено на чертежах, выделяются верхняя часть 41, промежуточная часть 42 и нижняя часть 43. Из верхней части 41 вверх выступает трубчатая часть 44, полость которой проходит внутри тела прокладки 40, образуя соединительный проход 45, открытый по существу в нижней части 43. Соединительный проход 45 предпочтительно имеет по меньшей мере два отрезка с разным сечением, например первый отрезок с круглым сечением, который хорошо виден на фиг.9, и второй отрезок с коническим или суженным сечением, который хорошо виден на фиг.7 и 10. Предпочтительно, чтобы упомянутый выше первый отрезок располагался, по меньшей мере частично, в верхней части 41, в частности, по меньшей мере частично, в трубчатой части 44, а упомянутый выше второй отрезок располагался, по меньшей мере частично, в нижней части 43.
Трубчатая часть 44 может радиально выступать относительно основного внешнего профиля верхней части 41, как в рассматриваемом случае, что оказывается полезным для соединения с соединительным элементом 37. Также предпочтительно, чтобы диаметр или наружные размеры тела прокладки 40 по существу уменьшались от верхней части 41 к нижней части 43, что облегчает, в частности, соединение корпуса 20 клапана и внешнего шланга 16 в целях создания уплотнения.
Как видно, в частности, из фиг.9, от верхней поверхности части 41 отходят гнезда, в частности в форме осевых канавок или углублений 46, которые выполнены вокруг центрального прохода 40а прокладки 40 и, возможно, проходят на коротком отрезке также в промежуточную часть 42. Предпочтительно, но необязательно, чтобы эти канавки были расположены асимметрично и/или имели неправильную форму. Прокладка 40 предназначена для насаживания снизу на выходную часть 22 корпуса 20 клапана с фиг.3-6, при этом в углубления 46 входят, предпочтительно с упругим натягом, осевые выступы 29 указанной выше части 22 корпуса 20 клапана, также для обеспечения точного взаимного расположения частей. Кроме того, когда прокладка 40 находится в установленном положении, соединительный элемент 37 корпуса 20 клапана плотно вставлен в трубчатую частью 44 прокладки, что отчетливо видно, например, на фиг.11. В целях создания упругого уплотнения между частями поперечное сечение первого отрезка соединительного прохода 45 выполнено меньшим, чем внешнее поперечное сечение соединительного элемента 37.
Возвращаясь к фиг.7-10, отметим, что тело прокладки 40 в своей промежуточной части 42 предпочтительно имеет такие форму и размеры, которые позволяют получить плотное соединение с внешним шлангом, например гофрирование внешней поверхности, выполненное для создания упругого соединения с гофрированием внешнего шланга 16. Разумеется, поскольку тело прокладки 40 изготовлено из упругого материала, гребни и впадины гофрирования на промежуточной части 42 могут быть несколько большими, или иметь размеры или диаметр больше, чем гребни и впадины гофрирования на внешнем шланге 16, или чем его внутренний диаметр.
В одном из вариантов осуществления изобретения тело прокладки 40 имеет, предпочтительно в своей внутренней части или в центральном проходе 40а, такие форму и размеры, которые позволяют получить плотное упругое соединение с узлом 20 клапана, например, диаметр или размеры, меньше диаметра или размеров поверхности 22b выходной части 22 корпуса 20 клапана.
В любом случае, общая конфигурация такова, что после установки прокладки 40 на узле 20 клапана проксимальную оконечную часть внешнего шланга 16 можно насадить с упругим натягом на часть прокладки 40, в частности, на промежуточную часть 42 собственно прокладки, что по существу позволяет получить между указанными частями соединение с сопряжением или взаимным дополнением по форме.
В частности, на фиг.8 видно, что на периферийной поверхности верхней части 41 прокладки 40 имеется вспомогательное отверстие 47, образующее входное отверстие вспомогательного прохода 48, который также открыт на участке, соответствующем нижней части 42 прокладки 40, как отчетливо видно на фиг.10. Указанное вспомогательное отверстие 47 предпочтительно имеет коническую форму и поэтому по меньшей мере на одном отрезке шире поперечного сечения канала 48.
Можно отметить, что при использовании нижняя часть 43 прокладки 40 обращена внутрь зазора 18, получаемого между внешним шлангом 16 и внутренним шлангом защитного устройства, как описано ниже. Как будет ясно из последующего изложения, вспомогательное отверстие 47 с соответствующим вспомогательным проходом 48 используются для проверки устройства 1 на стадии изготовления.
Как уже сказано, при использовании прокладка 40 совмещается с выходной частью 22 корпуса 20 клапана и надевается на нее до сцепления осевых выступов 29 (фиг.3) с углублениями 46 (фиг.9), а также сцепления уплотнительного участка 22b корпуса 20 клапана с нижней частью прохода 40а прокладки 40. Упомянутый выше участок 22b и соответствующая часть, уплотняющая проход 40а, имеют по меньшей мере приблизительно круглые сечения, или в любом случае предпочтительно сечения без выступов и желобов, что гарантирует оптимальное радиальное уплотнение. Вслед за упомянутой установкой, как показано на фиг.11, в трубчатую часть 44 прокладки 40 вставляют нижний конец соединительного элемента 37 промежуточной части 24 корпуса 20 клапана.
Таким образом, как показано выше, внутреннее пространство регулировочной камеры 30 находится в жидкостном соединении посредством прохода 38 с фиг.5 с проходом 45 прокладки 40 (см. фиг.7 или фиг.9) и тем самым с зазором между двумя шлангами. Согласно варианту, не изображенному на чертежах, соединительный элемент 37 и проход 38 могут проходить по всей длине прохода 45 в прокладке 40, вплоть до зазора, при условии соответствующего их исполнения. Таким образом, средства уплотнения, представленные прокладкой 40, обеспечивают создание тройного гидравлического уплотнения, в частности, первого уплотнения по отношению к внешнему шлангу 16, второго уплотнения по отношению к корпусу 20 клапана и третьего уплотнения по отношению к входному отверстию 37 регулировочной камеры 30.
На фиг.11 можно также заметить, что когда прокладка 40 установлена на корпусе 20 клапана, вспомогательное отверстие 47 обращено непосредственно наружу, или установлено радиально относительно оси прокладки 40 или корпуса 20 клапана.
На фиг.12 более подробно изображен вмещающий кожух 12, который ниже определен для упрощения как «оболочка», предназначенный для частичного вмещения корпуса 20 клапана и прокладки 40 с соответствующей частью внешнего шланга 16. Оболочка 12 предпочтительно изготовлена из термопластичного материала или материала, который является по меньшей мере частично упругим.
В представленном в качестве примера варианте осуществления оболочка 12 выполнена в виде цельной детали, которая определяет две по существу вогнутые половины 50 и 51 оболочки, соединенные друг с другом промежуточной частью 52, образующей гибкий шарнир. Можно отметить, что в различных возможных вариантах осуществления изобретения оболочка 12 может быть составлена из двух или более частей, отличных друг от друга, которые потом будут скреплены, например, с помощью соответствующих крючков или винтов или с помощью сварки.
Вдоль края половин 50, 51 оболочки, противоположного шарнирной части 52, выполнены два первых гнезда или углубления 53, имеющих по существу полукруглый профиль; аналогичным образом, в нижней части каждой половины 50, 51 оболочки выполнены два вторых гнезда или углубления 54, которые также имеют по существу полукруглый профиль. Таким образом, после смыкания одной половины оболочки с другой в оболочке 12 будут определены два круговых прохода, боковой и нижний, центральные оси которых по существу ортогональны друг к другу. В боковых углублениях 53 профилю края половин оболочки придана форма, позволяющая получить полукруглый выступ или зуб 55. Когда устройство 1 находится в собранном состоянии, два зуба 55 входят в соединение с гнездом 27 на фиг.3 (см. также фиг.17), обеспечивая фиксированное и центрированное расположение оболочки 12 относительно входной части 21 корпуса 20 клапана (предпочтительно благодаря взаимодействию между наклонной плоскостью, определяемой зубьями 55, и наклонной плоскостью, определяемой сходящей на конус частью гнезда 27 на фиг.3). Зубья 55 могут функционировать, создавая уплотнение по отношению к корпусу 20 клапана и/или гнезду 27; между боковыми углублениями 53 и корпусом 20 клапана в случае необходимости могут быть предусмотрены дополнительные уплотняющие элементы (не показаны). Край половин 50, 51 оболочки, которым определены нижние углубления 54, по существу сходит на конус, образуя по меньшей мере один полукруглый выступ 56, который предназначен для зацепления с одной из впадин гофрирования на внешнем шланге 16. Вверх от внутренней поверхности половин 50, 51 оболочки отходят аналогичные выступы 56, предназначенные для зацепления с другими впадинами перфорирования на шланге 16. Таким образом, в собранном состоянии корпус 20 клапана имеет точное механическое соединение с внешним шлангом 16. Выступы 56 могут также функционировать, создавая уплотнение по отношению к внешнему шлангу 16 (например, выступы 56 могут быть жесткими и плотно насаживаемыми на упругодеформируемый внешний шланг 16; между выступами 56 и шлангом 16 могут быть предусмотрены дополнительные уплотняющие элементы, которые не показаны).
В верхней части половин 50, 51 оболочки на соответствующем крае имеются два полукруглых углубления 57, которые образуют смотровое окно для целей, описанных ниже. Предпочтительно, чтобы указанное окно включало в себя также прозрачный закрывающий элемент или смотровое отверстие, обозначенное позицией 58.
В различных вариантах осуществления (не показанных) с половинами 50 и/или 51 оболочек могут быть соединены или составлять с ними единое целое дополнительные уплотняющие элементы, в частности, для того, чтобы получить по меньшей мере одно общее уплотнение и/или уплотнение относительно по меньшей мере одного из перечисленного: корпус 20 клапана, внешний шланг 16 или элемент 58.
Как показано на фиг.12, во внутренней части половин 50 и 51 оболочек, помимо других возможных выступов для взаимодействия с внешними поверхностями корпуса 20 клапана, предусмотрен также идущий в осевом направлении выступ 59, предпочтительно цилиндрический по форме, образующий собой закрывающий элемент для вспомогательного отверстия 47 прокладки 40 (фиг.9). Когда оболочка 12 находится в собранном состоянии, т.е. когда ее половины 50, 51 сомкнуты друг с другом и между ними находится корпус 20 клапана, на котором установлена прокладка 40, выступ 59 входит с упругим натягом во вспомогательное отверстие 47, перекрывая соответствующий проход 48. Как вариант, функции выступа 59 выполняют различные закрывающие элементы, отдельные от оболочки 12, однако в любом случае способные закрывать вспомогательное отверстие 47 (например, шар, вставляемый с усилием в отверстие 47, которому предпочтительно придана форма, позволяющая удерживать шар в нужном положении, что обеспечивает соответствующее гидравлическое, пневматическое и механическое уплотнение).
В одной из двух половин оболочки, например, в половине 50, предусмотрены вторые выступы или шипы 60, предназначенные для введения в соответствующие гнезда 61, выполненные в соответствующих местах на другой половине оболочки, в данном случае половине 51. Одна из двух половин оболочки, предпочтительно та, в которой имеются гнезда 61, имеет вдоль своего края группу крючков 62, которым в данном случае придана форма упругих зубьев, и которые предназначены для зацепления за соответствующие гнезда 63 в соответствующих местах другой половины оболочки.
На фиг.16 показана верхняя часть 2 устройства 1 в частично собранном состоянии с открытой оболочкой 12. Можно заметить сопряжение между выступами 56 половины 51 оболочки 12 и гофрированием внешнего шланга 16, а также расположение прокладки 40 относительно собственно внешнего шланга 16, при котором соответствующие промежуточная часть 42 и нижняя часть 43 находятся внутри участка проксимального конца шланга. На той же фиг.16 можно видеть, что вспомогательное отверстие 47 выполнено в таком месте, чтобы его перекрывал выступ 59 при смыкании половин оболочки друг с другом.
На покомпонентных изображениях фиг.13 и 14 представлены компоненты, связанные с корпусом 20 клапана. На указанных чертежах позицией 11 обозначена уже упоминавшаяся круглая гайка, имеющая внутреннюю резьбу, которая обеспечивает механическое и гидравлическое соединение корпуса 20 с точкой отвода источника текучей среды, например сети водоснабжения. Как было указано, тип круглой гайки 11 и способ ее закрепления на корпусе 20 клапана известны специалистам в данной области.
Позицией 70 обозначен фильтрующий элемент, предназначенный для обеспечения фильтрации текучей среды, поступающей в устройство 1. Тип используемого фильтрующего элемента также известен специалистам в данной области. Компонент, обозначенный позицией 71, представляет собой диффузор, предназначенный для направления текучей среды в устройство 1. Используемый диффузор также относится к известному типу, однако в данном случае он приспособлен для взаимодействия со штоком клапанного элемента, образующим часть клапанного механизма устройства 1. Перед диффузором 71 или за ним по потоку можно установить регулятор потока, например такой, конструкция которого предусматривает наличие диафрагмы, деформируемой под действием давления поступающей воды. Упомянутый выше клапанный элемент в целом обозначен позицией 72 и состоит по существу из проходящего в осевом направлении штока 73, на промежуточном участке которого имеется клапанный элемент 74, в промежуточной части которого предусмотрено кольцеобразное гнездо 75 для уплотнительного кольца 76. В собранном состоянии часть штока 73, выступающая из элемента 74 в направлении диффузора 71, вставлена с возможностью скольжения в осевое гнездо 71а собственно диффузора, в котором, кроме того, размещена пружина 77, представляющая собой средство накопления механической энергии, постоянно нагружающее клапанный элемент 72 в направлении соответствующего закрытого положения, как будет ясно из дальнейшего.
Позицией 78 обозначена направляющая втулка для штока 73, а позицией 79 - два уплотнительных кольца, представляющих собой кольца круглого сечения, обеспечивающие уплотнение между гнездом 35 с фиг.4 и упомянутым штоком.
Позицией 80 обозначен подвижный элемент в целом, который в иллюстрируемом примере образован диафрагмой, способной упруго изгибаться, обладающей по существу формой диска и имеющей периферийный край 81 и центральное отверстие 82. Краю 81 придана форма, обеспечивающая плотное соединение внутри гнезда 31 с фиг.3, окружающего вход в регулировочную камеру 30 (см. также фиг.17).
Устройство содержит средства управления или удержания, которые предназначены для удержания клапанного элемента 72 в соответствующем открытом положении и могут быть приведены в положение, соответствующее разблокировке самого клапанного элемента. Для этой цели в рассматриваемом примере используется обозначенный в целом позицией 83 управляющий или удерживающий элемент для клапанного элемента 72, например проходящий в осевом направлении стопорный элемент, который содержит верхнюю часть 84, имеющую в данном случае крестообразное поперечное сечение, и более длинную нижнюю цилиндрическую часть 85, между которыми располагается фланец 86. В нижней части 85 выполнена кольцевая канавка 87, предназначенная для соответствующего уплотняющего элемента 88, в частности кольца круглого сечения. В собранном состоянии стопорный элемент 83 вставлен с натягом и/или плотно в центральное отверстие 82 диафрагмы 80 так, что его нижняя цилиндрическая часть 85, включающая в себя уплотняющий элемент 88, вставлена, в свою очередь, с возможностью скольжения в гнездо 33, расположенное по центру в камере 30 корпуса 20 клапана (см., например, фиг.3, 6 и 17).
Позицией 89 обозначен фиксирующий элемент или крышка, присоединяемая к верхней части корпуса 20 клапана. Крышка 89 в общем случае имеет куполообразную форму с центральным проходом 90, который направляет осевое движение стопорного элемента 83. Вдоль периферийного края крышки 89 предусмотрены зубья 91 зацепления, предназначенные вхождения в соединение с соответствующими гнездами 32 зацепления, выполненными в верхней части корпуса 20 клапана (см. фиг.3 и 6). В собранном состоянии, как показано на фиг.17, крышка 89 удерживает периферийный край 81 диафрагмы 80 в соответствующем гнезде 31, причем сама диафрагма расположена между корпусом 20 клапана и крышкой, причем ее периферийный край 81 предпочтительно находится в сжатом и/или уплотненном состоянии. При этом верхняя часть 84 стопорного элемента 83 выступает снаружи регулировочной камеры 30 и вставлена в проход 90 крышки 89, который служит для нее направляющим элементом.
Тот факт, что верхняя часть 84 элемента 83 вставлена в направляющий элемент 90, а нижняя цилиндрическая часть 85 этого элемента вставлена в гнездо 33, вынуждает указанный элемент совершать линейное перемещение, обеспечивая также опосредованное направление изгиба упругой диафрагмы 80.
На фиг.17 также показано, что в собранном состоянии верхняя часть 84 элемента 83, в частности ее верхняя поверхность, обращена к окну 57-58 оболочки 12. По меньшей мере участок этой верхней части 84 окрашен подходящим образом, предпочтительно отлично от цвета оболочки 12, для обеспечения визуального отображения состояния устройства 1.
Помимо этого, на фиг.13 и 14 позицией 92 обозначена фиксирующая или уплотняющая втулка, предназначенная для механического зажима внутреннего шланга 17 устройства на зубчатом окончании выходной части 22 корпуса 20 клапана, как показано, например, на фиг.17. Следует отметить, однако, что фиксирующую втулку 92, в общем случае выполненную для описанного выше гладкого внутреннего шланга 17 из эластомера, можно заменить другим фиксирующим элементом и/или уплотнением, например уплотняющим элементом из эластомера, приформованным на внутренний шланг другого типа, например, гофрированный шланг из термопластичного или металлического материала.
На фиг.15 частично изображены как внешний шланг 16, так и внутренний шланг 17. Для изготовления шлангов 16 и 17 можно использовать известные в данной области материалы, например, полипропилен для внешнего шланга 16 и поливинилхлорид или полипропилен для внутреннего шланга 17.
На фиг.15 позицией 13 обозначен уже упоминавшийся второй соединительный корпус, имеющий в целом L-образную форму, внутри которой образован канал 93 с непоказанными входом и выходом.
На более длинном участке соединительного корпуса 13 выделяются первая часть 94, снаружи которой имеется ряд кольцеобразных удерживающих зубьев или выступов, и промежуточная часть 95, имеющая гофрирование поверхности. На часть 94 надевается участок дистального или нижнего конца внутреннего шланга 17, который затем механически фиксируется в заданном положении с помощью кольца или фиксирующей или уплотняющей втулки 96, сходной с втулкой, обозначенной ранее позицией 92 на фиг.13 и 14. Можно отметить, что и для соединительного корпуса 13 можно предусмотреть средства соединения с внутренним шлангом 17, сходные или эквивалентные тем, что описаны выше для корпуса 20 клапана.
На промежуточную часть 95 надевается еще один упругодеформируемый уплотняющий элемент, обозначенный позицией 98, имеющий по существу форму втулки и предпочтительно по меньшей мере один внутренний гофр для сопряжения с гофрированием внешней поверхности части 95. Затем на уплотняющий элемент 98 надевается концевой отрезок внешнего шланга 16 для создания уплотнения в отношении его внутренней поверхности и закрытия снизу зазора между двумя шлангами; затем, как показано также на фиг.18, уплотняющий элемент 98 устанавливается функционально между соединительным корпусом 13 и внешним шлангом 16.
Предусмотрены также средства механической блокировки внешнего шланга 16 в заданном положении. Для этой цели на нижнем конце промежуточной части 95 корпуса 13 предусмотрены два полукольцевых гнезда, одно из которых обозначено позицией 95а, в соединение с которыми должны входить удерживающие элементы 99. Каждый удерживающий элемент 99 имеет основание в форме полукольца и стойку 101 в виде ортогонального выступа над основанием 100, которая снабжена зубом 102 зацепления. При выполнении сборки в каждом гнезде 95а образуется соединение с полукольцом 100 соответствующего элемента 99, так что стойки 101 направлены вверх и примыкают к внешнему шлангу 16 на диаметрально противоположных участках. В той части стоек 101, которая обращена к шлангу 16, имеются выступы или гофрирование 103, сопрягаемые с впадинами гофрирования шланга 16, в частности для обеспечения взаимной фиксации. Затем блокирующая втулка 15, надетая ранее поверх внешнего шланга 16, сдвигается вниз на стойки 101, пока зубья 102 стоек 101 не войдут в зацепление внутри соответствующих гнезд 105 втулки 15. Таким образом, учитывая, что втулка 15 фиксирует удерживающие элементы 99 в заданном положении относительно соединительного элемента 13 и внешнего шланга 16, внешний шланг 16 механически заблокирован относительно тела нижнего соединительного корпуса 13.
На своем выходном конце корпус 13 имеет фланец 106, который при использовании примыкает к плоской прокладке 107, удерживаемой в заданном положении круглой гайкой 14, посаженной ранее на соединительный элемент 13. Конструкция круглой гайки 14 и уплотнительного кольца 107, а также средства присоединения к соединительному корпусу 13 известны специалистам в данной области техники.
На фиг.17 и 18 представлено состояние, когда основные части защитного устройства 1 собраны. На указанных чертежах, помимо уже показанных ранее элементов, хорошо виден зазор 18 между шлангами 16 и 17. В рассматриваемом примере варианта осуществления изобретения зазор 18, как уже было указано, имеет по существу кольцеобразную форму или задан пусть даже и минимальным расстоянием между внутренним шлангом 17 и внешним шлангом 16 (с учетом того, что внешний диаметр шланга 17 предпочтительно меньше, чем внутренний диаметр шланга 16).
На фиг.17 хорошо видно, что проксимальный конец внешнего шланга 16 выходит за пределы проксимального конца внутреннего шланга 17, при этом средства уплотнения, представленные прокладкой 40, установлены на корпусе 20 клапана на том его участке, который расположен на некотором расстоянии в осевом направлении от проксимального конца шланга 17 или выше указанного конца, то есть на промежуточном участке между входным отверстием и выходным отверстием корпуса 20 клапана, что также способствует компактности устройства 1.
На фиг.17 представлено состояние нормальной работы устройства 1, когда вода (или другая текучая среда) на входе резьбового гидравлического соединения, на котором закреплена круглая гайка 11, может поступать в отрезок канала 23а, проходя через фильтр 70 и диффузор 71. В описанном состоянии упругая диафрагма 80 находится в соответствующем нерабочем состоянии, когда стопорный элемент 83 находится по существу в нижнем положении. В указанном положении в стопорный элемент 83 упирается внутренний конец штока 73 клапанного элемента 72. Таким образом, клапанный элемент 72, в частности элемент 74, удерживается в положении открытия канала 23, против действия пружины 77 с фиг.13 и 14 (не видна на фиг.17).
При этом на практике элемент 74 клапанного элемента удерживается на расстоянии от соответствующего гнезда клапана, выполненного на поверхности отрезка канала 23а. В указанном состоянии текучая среда может затем пройти отрезок канала 23а, поступить затем в отрезок канала 23b, проходящего через выходную часть корпуса 20 клапана в осевом направлении, с попаданием внутрь внутреннего шланга 17. На дистальном конце внутреннего шланга 17 текучая среда затем проникает во внутренний канал 93 в нижнем соединительном элементе 13, достигая тем самым бытового прибора.
В случае протечки текучей среды внутрь устройства, например, из внутреннего шланга при его неисправности, в зазоре 18 появляется вода. Как объяснялось ранее, пространство, которое задано зазором 18, проходами 44-45, 48 прокладки 40 и регулировочной камерой 30, вместе с соответствующим проходом 37-38, представляет собой по существу замкнутый объем (с учетом последующего описания со ссылками на фиг.26-28), который предназначен для подачи и вмещения протекшей текучей среды так, чтобы полностью предотвратить выход текучей среды из устройства, по меньшей мере на время с момента протечки до срабатывания клапанного механизма. При использовании проход 48 прокладки перекрывается выступом 59 кожуха 12; поэтому протекшая вода, проникшая в зазор 18, вызывает увеличение давления внутри указанного объема.
Данное увеличение давления, через проход 44-45 прокладки 40 и соответствующий канал 37-38 корпуса 20 клапана, передается внутри регулировочной камеры 30. Увеличение давления в камере 30 вызывает упругий изгиб диафрагмы 80 вверх и, как следствие, поднятие стопорного элемента 83. Указанное поднятие элемента 83 имеет своим результатом высвобождение штока 73 клапанного элемента 72, который затем под действием соответствующей пружины 77 переходит в состояние закрытия основного канала и, в частности, отрезка канала 23а. Тем самым полностью предотвращается дальнейшее поступление воды внутрь устройства 1 и, соответственно, к бытовому прибору. Предпочтительно, чтобы механизм защиты обеспечивал безопасную или устойчивую работу, а именно, срабатывание клапанного элемента с переходом в закрытое положение, который был бы необратимым или неизменяемым автономно, например, за счет снижения давления текучей среды в зазоре 18 и/или в регулировочной камере 30.
При подъеме диафрагмы 80 и, соответственно, стопорного элемента 83, верхняя часть 84 последнего, направляемая проходом 90 крышки 89, достигает или, по меньшей мере, приближается к окну 57-58 на верхней поверхности оболочки 12. Как указано ранее, верхняя часть 84 элемента 83 предпочтительно окрашена так, чтобы отличаться от цвета оболочки 12, что делает более заметным изменение положения элемента 83 снаружи оболочки, в окне 57-58. Благодаря этому пользователь может обнаружить включение защитного устройства 1 или его срабатывание для прерывания поступления воды в бытовой прибор.
Как уже указывалось, при определенных условиях установки - например, когда устройство установлено по существу горизонтально или же вертикально, при нахождении корпуса 20 клапана снизу, или же подключено к бытовому прибору, а не к источнику текучей среды - возможно, что сама протекшая текучая среда будет достигать регулировочной камеры 30, вызывая изгиб диафрагмы 80 с последующим смещением стопорного элемента 83.
Из предшествующего изложения ясно следует, что предлагаемое защитное устройство 1 в полной мере способно функционировать также и в отсутствие оболочки 12, при условии, что вспомогательное отверстие 47 в прокладке 40 каким-либо образом перекрыто. Указанное вспомогательное отверстие 47 предназначено для целей проверки устройства 1 на стадии изготовления. В этих целях до установки оболочки 12 достаточно подать воздух во вспомогательное отверстие 47 и в проход 48 прокладки 40, чтобы вызвать увеличение давления внутри по существу замкнутого объема, описанного ранее. Указанное увеличение давления вызывает изгиб диафрагмы 80 и, тем самым, поднятие стопорного элемента 83, как объяснялось ранее, что позволяет смоделировать срабатывание защитного механизма устройства 1. После подтверждения надлежащей работы устройства 1 необходимо восстановить открытое состояние основного канала 23. Это можно достичь путем освобождения вспомогательного отверстия 47, что вызовет отведение клапанного элемента 72 в соответствующее исходное положение. Для этой цели в наиболее предпочтительном варианте осуществления изобретения корпус 20 клапана имеет отверстие или проход 36, изображенный на фиг.6.
В частности, как видно на фиг.19-20, в проход 36 можно вставить подходящий инструмент 200, передняя часть 201 которого имеет диаметр или поперечное сечение меньше, чем у штока 73 клапанного элемента 72. В рассматриваемом примере инструмент 200 представляет собой по преимуществу цилиндрический стержень, и его часть 201 имеет по существу полукруглое поперечное сечение. В рассматриваемом примере инструмент 200 введен в проход 36 так, что упомянутая передняя часть 201 находится снизу. За счет этого шток 73 клапанного элемента 72 можно сдвинуть в положение открытия канала 23, как показано на фиг.21-22. Когда указанное положение достигнуто, с помощью дополнительного инструмента 202 (или же вручную, если оболочка 12 отсутствует или открыта) можно нагрузить элемент 83 сверху вниз, в частности, воздействуя на его верхнюю часть (обозначенную на фиг.17 позицией 84). Тем самым осуществляется первое опускание стопорного элемента 83, нижний конец которого может в определенной точке оказаться опирающимся на переднюю часть 201 инструмента 200, как показано на фиг.23-24. В указанном состоянии нижняя часть стопорного элемента 83 уже находится напротив верхнего участка сечения штока 73 и в зацеплении с ним. На этом этапе клапанный элемент 72 уже заблокирован в открытом состоянии, и можно продолжать нагружать элемент 83 сверху вниз, извлекая орудие 200. Таким образом, когда передняя часть 201 орудия 200 полностью выведена из зацепления с стопорным элементом 83, последний можно сместить вниз до конца в его исходное положение (показанное на фиг.17 или фиг.25) или привести стопорный элемент 83 в положение, в котором он имеет существенное и устойчивое сцепление с штоком 73. Очевидно, что проиллюстрированное решение значительно упрощает и проверку защитного устройства 1. Разумеется, что один или более инструментов указанного типа или, по меньшей мере, инструментов, предназначенных для указанной цели, могут использоваться для восстановления работоспособности устройства 1 и в других случаях, при этом инструменты могут иметь форму, отличную от приведенной в качестве примера в настоящем документе и/или представлять собой часть автоматической испытательной системы или машины.
Необходимо отметить, что отверстие 36 изолировано от текучей среды с помощью уплотняющих элементов, представленных кольцами 79 и 88 круглого сечения, работающих на штоке 73 и элементе 83, и поэтому может оставаться открытым. Вместе с тем, для лучшей защиты в различных вариантах осуществления изобретения можно предусмотреть также подходящую пробку для отверстия 36, например, сферической формы.
В варианте изобретения, который считается предпочтительным, предусмотрен вентиляционный микроканал, размеры которого позволяют отводить воздух из зазора 18, не допуская при этом выхода значительного количества воды из устройства, по меньшей мере на время с момента протечки до срабатывания клапанного механизма. Указанный микроканал предпочтительно выполнить, по меньшей мере частично, в корпусе 20 клапана или соединительном корпусе 13 или в обоих указанных корпусах, хотя нельзя исключать, что его можно выполнить, по меньшей мере частично, в теле прокладки 40 или теле уплотняющего элемента 98 или в обоих этих элементах.
Указанный микроканал особенно предпочтителен для предотвращения риска неисправностей, в частности, для полного предотвращения непредусмотренного срабатывания устройства 1 в процессе его хранения по причине повышения внутреннего давления из-за колебаний температуры окружающей среды, в частности из-за нагрева.
В примере, представленном на фиг.26-28, указанный микроканал, обозначенный позицией 210, размещен корпусе 20 клапана, в частности на участке 22b, где имеется прокладка 40, предназначенная для обеспечения непроницаемости. Можно видеть, что микроканал 210 по существу образован осевой канавкой, сформированной на участке 22b части 22 корпуса клапана, длина которой такова, что она выступает за пределы прокладки 40 или, по меньшей мере, открыта за пределами ее уплотненного участка, как снизу (и поэтому сообщается с зазором 18), так и сверху (и поэтому сообщается с пространством между оболочкой 12 и корпусом 20 клапана, в котором действует давление окружающей среды). Как было указано, микроканалу 210 приданы размеры, обеспечивающие умеренную вентиляцию воздуха, но не допускающие выхода сколь-нибудь значительного количества воды. Для этого выбран весьма малый максимальный размер поперечного сечения или высота S (фиг.28), приблизительно меньше 0,5 мм и в частности меньше 0,2 мм. Предпочтительно, чтобы максимальный размер ширины L (фиг.28) был также очень мал, приблизительно меньше 1 мм, в частности меньше 0,4 мм.
Размеры микроканала 210 в любом случае таковы, чтобы не допустить вентиляции, препятствующей увеличению давления внутри зазора 18 и/или регулировочной камеры 30 в случае протечки; то есть, возможное наличие микроканала 210 не должно препятствовать срабатыванию устройства при возникновении протечки или неисправности, например при выходе из строя внутреннего шланга 17 или при значительной протечке текучей среды сквозь уплотняющие элементы.
Предшествующее описание, относящееся к микроканалу 210, раскрывает пример осуществления упомянутых ранее по существу замкнутых, т.е. не абсолютно герметичных, камеры или зазора или пространства.
Из предшествующего описания ясно следуют признаки заявленного изобретения, а также преимущества, которыми оно обладает. Для специалиста в данной области техники будут очевидны различные варианты устройства защиты от затопления, описанного здесь в качестве примера, осуществимые в рамках объема притязаний, определяемого прилагаемой формулой изобретения.
Взаимное расположение частей 21 и 22 корпуса 20 клапана и соответствующих проходов оболочки 12 может отличаться от по существу ортогонального, описанного и проиллюстрированного в данном документе, предпочтительно угловое расположение между ортогональным и осевым расположением частей 21 и 22.
Хотя изобретение описано применительно к устройству защиты от протечки воды, следует отметить, что заявленное техническое решение может использоваться и для контроля протечек других текучих сред, используемых в бытовых приборах, например, газа.
Согласно еще одному варианту (не показан), непосредственно в корпусе клапана можно выполнить тестовый проход, назначение которого аналогично назначению отверстия, обозначенного выше позициями 47 и 48, и который непосредственно сообщается с зазором или же с регулировочной камерой. В указанном варианте осуществления изобретения тестовый проход можно после испытаний перекрыть запирающим элементом, например вводимым с усилием шаром, или посредством элемента, принадлежащего оболочке 12 или размещенного на ней, имеющего функцию, сходную с функцией элемента, обозначенного выше позицией 59 (например, элемента из эластичного материала, расположенного на жестком выступе типа обозначенного выше позицией 59).
Первые средства уплотнения, например прокладку 40, можно присоединить к корпусу клапана в процессе формования эластомерного материала, например, литьевым формованием или совместным формованием. Кроме того, первые средства уплотнения, например прокладку 40, можно, при необходимости, выполнить для функционирования или размещения между корпусом 20 клапана и оконечной частью и/или внешним участком шланга 16. Аналогичные соображения применимы и к уплотняющему элементу 98 соединительного элемента 13.
В одном из возможных вариантов по меньшей мере один из уплотняющих элементов 40 и 98 получен совместным формованием с гофрированным внутренним шланга, причем указанный по меньшей мере один элемент также обеспечивает уплотнение концов 22а или 94 корпусов 20 или 13, на которые установлен внутренний шланг 17.
В одном из возможных вариантов клапанный механизм одного из соединительных корпусов разработан с соответствующим клапанным элементом, переходящим в соответствующее положение закрытия под напором поступающей текучей среды и фиксируемым в указанном положении подходящими средством удержания.
Как указано выше, конструкция клапанного элемента 72, включающего в себя шток 73 и элемент 74, может представлять собой единое целое. При этом соответствующие средства 76 уплотнения можно выполнить литьевым формованием на указанной конструкции. Аналогичным образом, средства 88 уплотнения стопорного элемента 83 также можно выполнить литьевым формованием на указанном элементе. Возможен вариант, когда тело диафрагмы 80 также выполнено литьевым формованием на теле стопорного элемента 83. В целом, одна или более деталей, например различные уплотняющие элементы, могут выполнены литьевым формованием на жестких корпусных деталях устройства, например соединительных корпусах 13 и 20, или в процессе совместного формования с ними.
В иллюстрируемом примере часть 2 устройства 1 предназначена для подключения к источнику текучей среды, а часть 3 предназначена для подключения к бытовому прибору. При этом, как уже указывалось, возможна и обратная конфигурация с подключением части 2 к бытовому прибору, а части 3 - к источнику текучей среды (то есть, к корпусу 20 клапана на выходном конце устройства). Можно также снабдить соответствующими клапанными механизмами описанного выше типа оба соединительных корпуса 13 и 20.