RU2151418C1 - Термостатическое смесительное устройство - Google Patents

Abstract

В термостатическом смесительном устройстве имеются два входных отверстия (7, 8) для горячей и холодной воды, смесительная камера (40), каналы, соединяющие входные отверстия (7, 8) со смесительной камерой (40), выходное отверстие (6) для смешанной воды, термоэлемент (18), действующий посредством теплового расширения и омываемый смешанной водой, и распределительный золотник (13), который управляется термоэлементом при его тепловом расширении и осуществляет противоположное по характеру дросселирование указанных каналов, соединяющих входные отверстия (7, 8) со смесительной камерой, поддерживая тем самым в основном постоянной температуру смешанной воды, причем в этом устройстве оба входных отверстия (7, 8) для горячей и холодной воды и выходное отверстие (6) для смешанной воды выполнены в центральном корпусе (2), расположенном внутри золотника (13), управляемого термоэлементом (18). Выходное отверстие (6) расположено в центре и в нем находится термоэлемент (18), а два входных отверстия (7, 8) расположены сбоку от выходного отверстия (6) и сообщаются с двумя кольцевыми камерами (10, 11), которые смещены друг относительно друга вдоль оси устройства и с которыми в процессе регулирования взаимодействует золотник (13). Устройство можно объединить с устройством регулирования расхода для того, чтобы оно работало как термостатический смесительный водопроводный кран. Технический результат изобретения - создание конструкции простого в изготовлении устройства, обеспечивающего простыми средствами эффективное смешивание, имеющего возможность регулирования максимально допустимой пропускной способности. 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Предметом настоящего изобретения является термостатическое смесительное устройство такого типа, в котором имеются два входных отверстия для горячей и холодной воды, смесительная камера, каналы, которые соединяют указанные входные отверстия с указанной смесительной камерой, выходное отверстие для смешанной воды, термоэлемент, действующий посредством теплового расширения и омываемый смешанной водой, и распределительный золотник, который управляется термоэлементом при его тепловом расширении и осуществляет противоположное по характеру дросселирование указанных каналов, соединяющих два входных отверстия со смесительной камерой, поддерживая тем самым в основном постоянной температуру смешанной воды.

Для поддержания температуры воды, смешиваемой в смесительном устройстве или смесительном водопроводном кране, на постоянном предварительно заданном уровне при отклонениях режима работы от установившегося, в частности при изменениях давления в подводящих трубопроводах, можно использовать устройства двух основных типов. Предназначенное для этой цели устройство первого типа представляет собой золотниковый клапан, на который в противоположных направлениях действуют давления в подводящих трубопроводах и который противоположным образом дросселирует входные отверстия, компенсируя изменения давления, если давление в подводящих трубопроводах меняется по-разному. Тем самым устраняется только основная причина, из-за которой происходят изменения температуры смешанной воды, а другие факторы, влияющие на температуру смешанной воды, никак не компенсируются. Подобного рода компенсированные смесители могут быть выполнены в компактном виде, а в изготовлении они сравнительно просты и дешевы. Однако устройство такого типа обладает только частичным корректирующим действием, и, кроме того, такой уравнительный золотниковый клапан обладает высокой чувствительностью и легко выходит из строя из-за образования известкового осадка. Поэтому во многих случаях предпочитают использовать термоэлемент, действующий посредством теплового расширения и управляющий золотниковым клапаном, который противоположным образом дросселирует входные отверстия для горячей и холодной воды до того, как холодная и горячая вода начнут смешиваться друг с другом. Такое термостатическое устройство надежно в работе и обладает большим сроком службы, однако изготовление таких устройств известной конструкции отличается значительной сложностью и высокой стоимостью.

Конструкция созданных впервые подобных термостатических смесительных устройств неоднократно усовершенствовалась и при этом, в частности, были созданы устройства коаксиального типа (Заявки на патенты Италии 67629-A/72, 67630-A/72 и BS 92 A 000025 и патент США 4509677) и устройства в виде сменных патронов (патент США 4738393 и заявка на патент Италии BS 92 A 00025). В последних документах, кроме того, содержится информация о том, что перекрытие входных каналов осуществляется с помощью термостатического устройства, расположенного перед смесительной полостью, благодаря чему эти устройства имеют признаки термостатического смесительного водопроводного крана, а разделение трубопроводов горячей и холодной воды в них осуществляется закрытием смесительного крана без применения обратных клапанов.

Однако известные конструкции термостатических устройств с использованием термоэлемента, действующего посредством теплового расширения, обладают характерным недостатком. Как известно, пропускная способность такого устройства зависит главным образом от рабочего диаметра и величины хода золотникового клапана, работой которого управляет термоэлемент. Величину хода произвольно увеличить нельзя, поскольку от этой величины обратно пропорционально расходу зависит чувствительность устройства. Поэтому пропускную способность можно повысить только за счет увеличения рабочего диаметра золотникового клапана и, разумеется, увеличения наружного диаметра всего устройства, что допустимо только в определенных пределах. В известных конструкциях наружный диаметр устройства намного превышает рабочий диаметр золотникового клапана, что связано с наличием входных отверстий, которые всегда расположены вне золотникового клапана.

Другим характерным недостатком таких термостатических устройств является сложная форма указанных входных отверстий, из которых вода поступает в каналы, дросселируемые золотниковым клапаном; такая сложная форма затрудняет изготовление устройства и повышает его стоимость. Еще один недостаток устройств подобного типа заключается в том, что для получения хорошей характеристики необходимо придать устройству специальную форму, обеспечивающую эффективное смешивание горячей и холодной воды до начала воздействия смешанной воды на термоэлемент, действующий посредством теплового расширения. Наконец, недостаток известных термостатических устройств состоит в том, что их пропускная способность и чувствительность имеют фиксированные значения, определяемые особенностями процесса изготовления, и не могут легко изменяться в зависимости от конкретного применения.

Основная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы улучшить известные термостатические устройства за счет устранения или уменьшения влияния одного или нескольких присущих им недостатков. Поэтому целью изобретения является увеличение рабочего диаметра золотникового клапана без соответствующего увеличения габаритов устройства. Другой целью изобретения является создание конструкции простого в изготовлении устройства и, в частности, устройства с простой в изготовлении формой каналов, по которым горячая и холодная вода поступают к золотниковому клапану, управляемому термоэлементом. Еще одной целью изобретения является разработка конструкции, в которой самыми простыми средствами осуществляется эффективное перемешивание горячей и холодной воды до начала воздействия смешанной воды на термоэлемент. Другой целью изобретения является разработка конструкции, позволяющей (при необходимости) регулировать максимально допустимую пропускную способность и чувствительность каждого конкретного устройства. Наконец, целью изобретения является разработка конструкции термостатического устройства, которое за счет простых и эффективных средств может быть использовано в качестве термостатического смесительного водопроводного крана без установки обратных клапанов.

В соответствии с изобретением предлагаемое термостатическое устройство главным образом отличается тем, что оба входных отверстия для горячей и холодной воды и выходное отверстие для смешанной воды выполнены в центральном корпусе, расположенном внутри золотникового клапана, управляемого термоэлементом.

Такое расположение отверстий позволяет получить целый ряд различных преимуществ. Прежде всего, из-за отсутствия в этой зоне входных отверстий появляется возможность уменьшить до минимально возможных размеры пространства внутри корпуса между корпусом и золотниковым клапаном, рабочий диаметр которого за счет этого можно существенно увеличить и сделать его соизмеримым с предельно допустимыми габаритами устройства. В результате этого при прочих равных условиях можно увеличить пропускную способность и чувствительность устройства. Кроме того, входные и выходное отверстия можно выполнить по сравнению с известными более простыми по форме, упростив и удешевив тем самым изготовление центрального корпуса устройства, в котором располагаются эти отверстия.

В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения выходное отверстие располагается в центре и в нем находится термоэлемент, а два входных отверстия расположены сбоку от выходного отверстия и сообщаются каждое со своей собственной кольцевой камерой, а сами камеры расположены на периферии центрального корпуса на некотором расстоянии друг от друга вдоль центральной оси устройства, отделены друг от друга уплотнением и ограничены буртиками, с которыми в процессе регулирования взаимодействует золотниковый клапан.

Такая конструкция позволяет максимально упростить центральный корпус, в котором выполнены входные и выходное отверстия, и позволяет при желании использовать для его изготовления экономичные методы литья, литья под давлением или инжекции.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом изобретения указанный буртик одной из двух кольцевых камер образован круглой гайкой, навернутой на удаленный от центра конец указанного центрального корпуса. При этом появляется возможность, перемещая гайку по резьбе, менять в определенных пределах положение буртика, индивидуально регулируя тем самым прпускную способность и чувствительность устройства.

В другом предпочтительном варианте изобретения предлагаемый термоэлемент, действующий посредством теплового расширения, прикреплен к колпачку, имеющему диск и юбку, которая охватывает золотниковый клапан и, будучи соединена с ним, позволяет управлять его работой. В предпочтительном варианте в этом колпачке выполнены окна для прохода воды, позволяющие смешивать воду, поступающую снаружи, с водой, поступающей изнутри. При этом происходит смешивание друг с другом двух почти перпендикулярных потоков воды, и эти два потока воды максимально эффективно смешиваются друг с другом до того, как смешанная вода начнет воздействовать на термоэлемент.

В тех случаях, когда предлагаемое устройство не предназначено для работы в качестве водопроводного крана, его можно монтировать в фиксированном положении на коллекторе для подвода и отвода воды. В этом случае благодаря своеобразному расположению каналов в центральном корпусе термостатического устройства появляется возможность существенного по сравнению с обычной упрощения конструкции коллектора, совместно с которым это устройство используется.

С другой стороны, в тех случаях, когда предлагаемое устройство должно работать как термостатический смесительный водопроводный кран, в основании указанного центрального корпуса можно установить устройство регулирования потока воды, которое могло бы оказывать необходимое воздействие на входные отверстия, не оказывая при этом никакого воздействия на центральное выходное отверстие. Центральное расположение выходного отверстия позволяет значительно упростить конструкцию указанного устройства для регулирования потока воды, которое при отсутствии каких-либо обратных клапанов может при закрытом кране надежно разделять подводящие трубопроводы горячей и холодной воды.

В одном из вариантов указанное устройство регулирования потока воды содержит две втулки из эластомера, нагруженные пружинами, установленными в коллекторе, на котором монтируется термостатический водопроводный кран, и упирающиеся в нижнюю поверхность центрального корпуса термостатического крана. В другом аналогичном варианте эти втулки установлены в центральном корпусе термостатического водопроводного крана и упираются в поверхность коллектора, на котором смонтирован кран.

В еще одном варианте указанное устройство регулирования потока состоит из двух пластин из твердого материала, одна из которых установлена в центральном корпусе устройства, а другая в опорном элементе, соединенном с коллектором без возможности вращения.

Во всех случаях управление водопроводным краном осуществляется поворотом всего крана относительно коллектора, на котором он установлен. Предпочтительно на наружном кожухе крана иметь управляющий рычаг или накатку или шлицы, с помощью которых можно было бы поворачивать кран и управлять его работой.

Эти и другие отличительные признаки, цели и преимущества предмета настоящего изобретения более подробно раскрыты ниже в описании некоторых вариантов его конструктивного выполнения, иллюстрирующих, но не ограничивающих сущность изобретения и приведенных на приложенных к описанию чертежах, на которых изображено:
на фиг. 1 - диаметральный поперечный разрез предлагаемого в изобретении термостатического устройства, которое не работает как водопроводный кран и установлено на коллекторе для подвода и отвода воды;
на фиг. 2 - диаметральный поперечный разрез предлагаемого в изобретении термостатического устройства, которое работает как водопроводный кран и установлено на коллекторе для подвода и отвода воды;
на фиг. 3 - диаметральный поперечный разрез другого варианта конструкции предлагаемого в изобретении термостатического устройства, которое работает как водопроводный кран и установлено на коллекторе для подвода и отвода воды;
на фиг. 4 - диаметральный поперечный разрез еще одного варианта конструкции термостатического устройства, которое не работает как водопроводный кран и предназначено, в частности, для работы в фиксированном режиме.

На фиг. 1 показано предлагаемое в изобретении термостатическое устройство, которое не работает как водопроводный кран. Это устройство можно, например, использовать в различных гидравлических системах для подачи воды с постоянной и регулируемой температурой. В устройствах подобного типа на подводящих трубопроводах горячей и холодной воды всегда приходится устанавливать обратные клапана (не показаны), которые перекрывают и разобщают трубопроводы. Устройство смонтировано на коллекторе A для подвода и отвода воды, в котором имеется труба F для подвода холодной воды, труба C для подвода горячей воды и труба E для выхода из коллектора смешанной воды с регулируемой температурой.

Предлагаемое устройство имеет наружный корпус 1, к которому жестко крепится, например, по резьбе 3, центральный корпус 2. Уплотнение 4 уплотняет плоскость разъема между этими корпусами и поверхность прилегания устройства к седлу S коллектора A, в котором установлено термостатическое устройство. Для установки термостатического устройства в коллекторе A в фиксированном положении используется стопорный штифт 5 (или любое другое средство фиксации), который расположен между центральным корпусом 2 и седлом S коллектора A. Крепление термостатического устройства в коллекторе A осуществляется с помощью резьбового кольца B, ввернутого в седло S, и уплотнительного элемента G, изготовленного, например, из полиамидной смолы, который удерживает резьбовое кольцо в затянутом положении.

Центральный корпус 2 имеет: центральное выходное отверстие 6, которое сообщается с выходной трубой E коллектора A, входное отверстие 7 для холодной воды, которое через уплотнение H сообщается с трубой F коллектора A, и входное отверстие 8 для горячей воды, которое через уплотнение K сообщается с трубой C коллектора A. Входные отверстия 7 и 8 расположены сбоку от выходного отверстия 6 и в рассматриваемом варианте выполнены, например, диаметрально противоположными, что не является обязательным. Поперечное сечение выходного отверстия 6 по мере приближения к верхнему концу центрального корпуса 2 увеличивается и переходит в смесительную камеру 40, а с другой стороны входные отверстия 7 и 8 сообщаются с двумя кольцевыми камерами 10 и 11 соответственно, которые выполнены на наружном диаметре центрального корпуса 2 и сдвинуты друг относительно друга в осевом направлении, при этом разделение этих кольцевых камер осуществляется с помощью расположенного между ними уплотнительного элемента 9. Нижняя стенка кольцевой камеры 11 вытянута и образует перекрывающий буртик. На верхний конец центрального корпуса 2 навернуто резьбовое кольцо 12, нижний край которого образует перекрывающий буртик кольцевой камеры 10. Между этими двумя буртиками, разделенными уплотнительным элементом 9, расположен золотник 13, имеющий возвратную пружину 14, которая перемещает золотник 13 до упора в буртик, образованный резьбовым кольцом 12.

В направлении, противоположном пружине 14, на золотник 13 усилие передается от колпачка, состоящего из диска 15 и юбки 16, и в данном случае этот колпачок имеет проходы 17, расположенные между диском 15 и юбкой 16. К диску 15 этого колпачка крепится, например, по резьбе, термоэлемент 18, действующий посредством теплового расширения, который расположен внутри выходного отверстия 6. В рассматриваемом варианте используется действующий посредством теплового расширения термоэлемент хорошо известного типа, называемый обычно "таблеткой", оболочка которой содержит терморасширяемый пластичный материал, и этот термоэлемент при увеличении температуры расширяется и толкает подвижный шток 19, который можно разместить внутри защитного резинового колпачка 20. Шток 19 упирается в упорное кольцо 21, расположенное внутри управляющей ручки 23, навернутой по резьбе 24 на верхний конец наружного корпуса термостатического устройства. Упорное кольцо 21 прижимается к упругой шайбе 22 предохранительной пружиной 25, образуя хорошо известное предохранительное устройство, которое за счет упругой деформации пружины защищает термостатическое устройство от возможной поломки при повышенном тепловом расширении термоэлемента 18, обусловленном нарушением нормального режима работы.

Устройство работает следующим образом.

Холодная вода, поступающая из трубы F, попадает через входное отверстие 7 в кольцевую камеру 10. Из этой камеры через небольшую полость, расположенную между золотником 13 и буртиком, образованным резьбовым кольцом 12, холодная вода проходит между резьбовым кольцом 12 и юбкой 16, затем между резьбовым кольцом 12 и диском 15 и попадает в смесительную камеру 40 и течет в направлении выходного отверстия 6.

В свою очередь горячая вода, поступающая из трубы C, попадает через входное отверстие 8 в кольцевую камеру 11. Из этой камеры через небольшую полость, расположенную между золотником 13 и нижним буртиком кольцевой камеры 11, горячая вода проходит снаружи юбки 16 и через проходы 17 попадает в смесительную камеру 40, расположенную между резьбовым кольцом 12 и диском 15, и течет в направлении выходного отверстия 6.

В зоне проходов 17 поток горячей воды встречается с потоком холодной воды, причем эти потоки движутся почти перпендикулярно по отношению друг к другу. Поэтому в этом месте создается значительная турбулентность, которая обеспечивает эффективное смешивание обоих потоков. Поэтому вода, заполняющая смесительную камеру 40, расположенную между резьбовым кольцом 12 и диском 15, хорошо перемешана. Смешанная вода поступает в выходное отверстие 6 и, протекая через него, омывает термоэлемент 18, температура которого при этом сравнивается с температурой смешанной воды. Смешанная вода затем поступает в выходную трубу E коллектора A.

Термоэлемент 18, температура которого равна температуре смешанной воды, соответствующим образом расширяется, и его подвижный шток 19, упирающийся в упорное кольцо 21, опускает колпачок 15-16 и золотник 13, преодолевая усилие возвратной пружины 13. При опускании золотника канал между золотником 13 и буртиком, образованным резьбовым кольцом 12, увеличивается, и одновременно уменьшается канал между золотником 13 и нижним буртиком кольцевой камеры 11, в результате чего расход холодной воды возрастает, а расход горячей воды уменьшается. Очевидно, что при подъеме золотника 13, вызванном сжатием термоэлемента 18, описанный выше процесс носит противоположный характер. При этом наступает равновесие, которое сохраняется (в пределах чувствительности устройства) как при изменениях давления на входе горячей воды и/или холодной воды, так и при изменениях их температуры.

Известно, что если по какой-либо причине расширение термоэлемента 18 не сопровождается соответствующим перемещением золотника 13, то упорное кольцо 21, поджатое пружиной 25, под действием усилия, приложенного к нему со стороны подвижного штока 19 термоэлемента, ограничивает напряжения, возникающие в деталях всего устройства, на предельно допустимом уровне.

Как видно на фиг. 1, расстояние от рабочего диаметра золотника 13 до внутреннего диаметра наружного корпуса определяется только величиной небольшого зазора между резьбовым кольцом 12 и юбкой 16, необходимого для прохода холодной воды, относительно небольшой толщиной юбки 16 и величиной небольшого зазора между юбкой 16 и наружным корпусом 1, необходимого для прохода горячей воды. Поэтому при равном диаметре наружного корпуса 1 рабочий диаметр золотника 13 можно существенно увеличить по сравнению с известными устройствами, в которых между золотником и наружным корпусом необходимо располагать входные отверстия как для холодной, так и для горячей воды. Благодаря этому при равных габаритах предлагаемое в изобретении термостатическое устройство может иметь по сравнению с известными устройствами больший расход и/или более высокую чувствительность.

На фиг. 1 видно также, что центральный корпус 2 имеет очень простую конструкцию и по сравнению с существующими конструкциями, которые используются для подвода горячей и холодной воды снаружи в каналы, регулируемые золотником, управляемым термоэлементом, отличается простотой и невысокой стоимостью изготовления. Фактически центральный корпус предлагаемого в изобретении термостатического устройства можно изготовить сравнительно дешевым способом литья, литья под давлением или инжекцией.

Из приведенного выше описания очевидно, что путем перемещения в ту или иную сторону резьбового кольца 12 по резьбе, нарезанной на верхнем конце центрального корпуса 2, можно менять расстояние между буртиком, образованным резьбовым кольцом 12, и нижним буртиком кольцевой камеры 11, изменяя тем самым величину хода золотника из одного крайнего положения в другое и меняя соответственно перекрытие каналов для подвода холодной и горячей воды. Таким образом создается возможность регулирования в зависимости от конкретных требований максимальной пропускной способностью каждого в отдельности устройства с одновременным, но противоположным по характеру регулированием его чувствительности. Следует однако подчеркнуть, что возможность такого регулирования требуется далеко не всегда и поэтому, когда в этом нет необходимости, такую регулировку можно не делать.

На фиг. 2 показано, каким образом предлагаемое в изобретении термостатическое устройство без особых трудностей можно выполнить в виде термостатического смесительного водопроводного крана без обратных клапанов. Большинство деталей крана по фиг. 2 идентичны соответствующим деталям устройства по фиг. 1 и имеют те же самые обозначения и поэтому их можно далее не рассматривать. С учетом этого рассмотрены только отличия в конструкции и работе этих двух устройств.

В данном случае наружный корпус 1 крана (с которым жестко связан центральный корпус 2) установлен с возможностью поворота в седле S коллектора A. Для этого в этой конструкции не используется стопорный штифт 5, а уплотнение G заменено антифрикционной втулкой L. Кроме того, на наружном корпусе 1 имеется управляющий рычаг 26, который в рассматриваемом варианте выполнен заодно с наружным корпусом, хотя вместо этого рычага для поворота корпуса можно использовать и любые другие средства, выполнив, например, на корпусе накатку или шлицы. В качестве конструктивного варианта (который может быть также реализован и в устройстве, показанном на фиг. 1) в этом устройстве уплотнение 4, расположенное между наружным корпусом 1, центральным корпусом 2 и седлом S коллектора A, заменено двумя уплотнениями: 27, которое установлено между наружным корпусом 1 и центральным корпусом 2, и 28, установленным между центральным корпусом 2 и седлом S коллектора A. Кроме того, в этой конструкции имеется уплотнение 29, которое уплотняет стык между выходным отверстием 6 термостатического водопроводного крана и выходной трубой E коллектора A.

В седле S коллектора A установлены две совпадающие (при определенном угловом положении центрального корпуса 2) с входными отверстиями 7 и 8 втулки 30 и 32 из упругого материала, которые поджаты пружинами 31 и 33 соответственно.

Когда наружный корпус 1 и центральный корпус 2 находятся в показанном на фиг. 2 положении, в котором входные отверстия 7 и 8 совпадают с втулками 30 и 32 соответственно, водопроводный кран работает так же, как и термостатическое устройство, показанное на фиг. 1, и имеет максимальную пропускную способность. Если из показанного положения наружный корпус 1 и жестко связанный с ним центральный корпус 2 повернуть на определенный угол, то сечение входных каналов, по которым в кран поступает вода из втулок 30 и 32, уменьшится, в результате чего соответственно уменьшится расход воды. По мере дальнейшего вращения наружного корпуса 1 входные отверстия 7 и 8 придут в положение, в котором они больше не будут совпадать с втулками 30 и 32, и при этом течение воды через кран полностью прекратится. В этом положении, кроме того, подводящие трубы C и F коллектора A уже не будут сообщаться друг с другом. Благодаря этому отпадает необходимость в установке обратных клапанов.

Очевидно, что вместо втулок 30 и 32, поджатых пружинами 31 и 33, можно использовать и другие средства уплотнения, например втулки, сжатые за счет собственной упругости, или другие типы уплотнений. Кроме того, приемные края отверстий 7 и 8 на нижнем торце центрального корпуса 2 можно определенным образом спрофилировать с тем, чтобы зависимость расхода от угла поворота наружного корпуса 1 носила более плавный характер.

Следует обратить также внимание на то, что уплотнительные элементы 30 и 32, которые, как показано на чертеже, установлены в седле S коллектора A и взаимодействуют с нижней торцевой плоскостью центрального корпуса 2, можно разместить в специально предусмотренных для этого в центральном корпусе 2 гнездах так, чтобы они взаимодействовали с плоскостью, образованной (как на фиг. 1) дном седла S коллектора A.

На фиг. 3 показано, каким образом с помощью предлагаемого в изобретении термостатического водопроводного крана можно регулировать расход и перекрывать подачу воды, используя для этого простое устройство в виде двух пластин из твердого материала. Детали крана, показанного на фиг. 3, в большинстве ничем не отличаются от соответствующих деталей, показанных на фиг. 1 и 2, и имеют те же самые обозначения, и поэтому далее они специально не упоминаются. С учетом этого рассмотрены только основные отличия, касающиеся конструкции и работы этих устройств.

В рассматриваемом варианте нижний торец центрального корпуса 2 опирается через имеющее соответствующую форму уплотнение 34 на верхнюю пластину 35 из твердого материала, в которой предусмотрены отверстия, совпадающие с отверстиями 6, 7 и 8, при этом имеющая такие же отверстия нижняя пластина 36 из твердого материала через имеющее соответствующую форму уплотнение 37 установлена в опорном кольце 38. Опорное кольцо 38, вокруг которого может вращаться наружный корпус 1, расположено внутри нижнего конца этого корпуса, который выступает за нижний торец центрального корпуса 2. Стопорное устройство 39, например выступающий штифт, установленный между седлом S коллектора A и опорным кольцом 38, при повороте наружного корпуса 1 удерживает опорное кольцо в определенном фиксированном положении. Для фиксации жесткого взаимного осевого положения опорного кольца 38 и наружного корпуса 1 можно использовать любое отвечающее этим целям устройство (не показано) известной конструкции, которое однако должно допускать возможность их относительного вращения.

При таких конструктивных особенностях нижняя пластина 36 из твердого материала постоянно остается в фиксированном положении относительно коллектора A, а верхняя пластина 35 поворачивается при вращении наружного корпуса 1 вместе с центральным корпусом 2. При этом изменяется взаимное положение пропускных отверстий в пластинах 35 и 36, и соответствующим образом меняется расход воды. При полном прекращении потока подводящие трубы C и F перестают сообщаться друг с другом, что исключает необходимость использования обратных клапанов. В рассматриваемой конструкции пропускные отверстия в пластинах 35 и 36 из твердого материала можно спрофилировать таким образом, чтобы зависимость пропускной способности крана от угла поворота наружного корпуса 1 и жестко связанного с ним центрального корпуса 2 носила более плавный характер.

В обоих вариантах конструкции, показанных на фиг. 2 и 3, сечение пропускных отверстий для горячей и холодной воды при регулировании пропускной способности крана меняется пропорционально, и поэтому работа находящегося в кране термостатического устройства не нарушается, и во всех случаях термостатическое устройство компенсирует любую потерю пропорциональности, которая может наступить при относительном изменении подачи горячей и холодной воды.

Конструкция по фиг. 4 отличается от конструкции по фиг. 1 тем, что в этой конструкции термостатическое устройство не работает как водопроводный кран и предназначено, в частности, для применения в фиксированном положении. Большинство деталей в устройстве по фиг. 4 работают идентично соответствующим деталям устройства по фиг. 1, и поэтому, несмотря на отличие по форме конструктивного исполнения, они обозначены одними и теми же позициями и поэтому в дальнейшем не рассматриваются. Описаны только отличия, касающиеся конструкции и работы этих устройств.

В рассматриваемой конструкции наружный корпус термостатического устройства выполнен из двух соединенных друг с другом, например, резьбой, частей 1' и 1'', между которыми установлено уплотнение 1^o. Предохранительное устройство 21-25 термоэлемента 18-19 хотя и имеет другую форму, работает точно так же, как и описанное выше. В данном случае диск 15 колпачка 15-16 имеет форму усеченного конуса, а проходные отверстия 17 выполнены в юбке 16 в виде некоторого количества окон. В данной конструкции отсутствует резьбовое кольцо 12, а буртик, который взаимодействует с золотником 13 и ограничивает кольцевую камеру 10, образован выступающим участком стенки самой кольцевой камеры 10. В отличие от этого буртик кольцевой камеры 11, с которым взаимодействует золотник 13, образован нижней частью 1' наружного корпуса термостатического устройства. В отличие от конструкции по фиг. 1, в которой имеется регулировочное резьбовое кольцо 12, в этой конструкции нет возможности регулировки или же такая регулировка может быть осуществлена путем перемещения всего центрального корпуса 2 вверх или вниз по резьбе, выполненной в нижней части 1' наружного корпуса устройства. Очевидно, что нет никакой разницы в работе этого устройства по сравнению с работой устройства по фиг. 1.

Следует иметь в виду, что изобретение не ограничено рассмотренными и показанными в качестве примеров вариантами. Для специалиста в данной области техники очевидно, что возможны различные модификации устройства, в частности, втулки из эластомерного материала, поджатые пружинами, можно заменить втулками, поджатыми за счет собственной упругости или давлением воды. Такие и другие модификации или замена отдельных элементов технически эквивалентными средствами в полной мере могут быть реализованы в рамках формулы изобретения.

Claims (14)

1. Термостатическое смесительное устройство с наружным корпусом (1) и размещенным в нем центральным корпусом (2), имеющее два входных отверстия (7, 8) для горячей и холодной воды, смесительную камеру (40), соединяющие входные отверстия (7, 8) со смесительной камерой (40) каналы, выходное отверстие (6) для смешанной воды, термоэлемент (18), действующий посредством теплового расширения и омываемый смешанной водой, и распределительный золотник (13), управляемый этим термоэлементом при его тепловом расширении и служащий для противоположного по характеру дросселирования каналов, соединяющих входные отверстия (7, 8) со смесительной камерой (40), с целью поддержания в основном постоянной температуры смешанной воды, отличающееся тем, что оба входных отверстия (7, 8) для горячей и холодной воды и выходное отверстие (6) для смешанной воды выполнены в центральном корпусе (2), который расположен внутри золотника (13).

2. Термостатическое устройство по п.1, отличающееся тем, что выходное отверстие (6) расположено в центре центрального корпуса (2) и в этом отверстии находится термоэлемент (18), а два входных отверстиях (7, 8) расположены сбоку от выходного отверстия (6) и сообщены каждое каналами со смесительной камерой (40) через свою кольцевую камеру (10, 11), при этом обе кольцевые камеры выполнены на наружной поверхности центрального корпуса (2), смещены друг относительно друга вдоль его оси, разделены уплотнением (9) и ограничены буртиками, с которыми в процессе перемещения взаимодействует золотник (13).

3. Термостатическое устройство по п. 2, отличающееся тем, что буртик одной из кольцевых камер выполнен на резьбовом кольце (12), навернутым на верхний конец центрального корпуса (2) и служащим для изменения величины хода золотника (13) при своем перемещении по резьбе с целью индивидуального регулирования пропускной способности и чувствительности устройства.

4. Термостатическое устройство по п.1, отличающееся тем, что действующий посредством теплового расширения термоэлемент (18) закреплен на колпачке (15 - 16), состоящем из диска (15) и юбки (16), расположенной вокруг золотника (13), который соединен с колпачком (15 - 16) и управляется через него термоэлементом, а между диском (15) и/или юбкой (16) расположены проходы (17) для воды.

5. Термостатическое устройство по п.4, отличающееся тем, что расположенные между диском (15) и юбкой (16) проходы (17) для воды ориентированы для встречи потоков холодной и горячей воды почти перпендикулярно внутри смесительной камеры (40) вне зоны расположения термоэлемента (18).

6. Термостатическое устройство по п.1, отличающееся тем, что его центральный корпус (2) соединен стопорным штрифтом (5) с коллектором (А) для подвода и отвода воды с возможностью фиксированного положения на нем.

7. Термостатическое устройство по п.1, отличающееся тем, что его наружный корпус (1) и соединенный с ним центральный корпус (2) установлены с возможностью поворота на коллекторе (А) для подвода и отвода воды, а в основании центрального корпуса установлено устройство (30 - 32, 34 - 37) регулирования расхода, изменяющее проходное сечение входных отверстий (7, 8).

8. Термостатическое устройство по п.7, отличающееся тем, что устройство регулирования расхода содержит две втулки (30, 32) из эластомерного материала, поджатых к нижней торцевой плоскости центрального корпуса (2).

9. Термостатическое устройство по п.8, отличающееся тем, что втулки (30, 32) установлены в теле коллектора (А) для подвода и отвода воды и поджаты к нижней торцевой плоскости центрального корпуса (2).

10. Термостатическое устройство по п.8, отличающееся тем, что втулки установлены в центральном корпусе (2) и поджаты к поверхности коллектора (А) для подвода и отвода воды.

11. Термостатическое устройство по п.7, отличающееся тем, что устройство регулирования расхода содержит две пластины (35, 36) из твердого материала, одна из которых установлена в центральном корпусе (2), а другая в опорном кольце (38), неподвижно соединенном с коллектором (А) для подвода и отвода воды.

12. Термостатическое устройство по п.11, отличающееся тем, что опорное кольцо (38) для пластины (35) из твердого материала установлено внутри наружного корпуса (1) с возможностью вращения относительно него и зафиксировано от осевого смещения относительно него.

13. Термостатическое устройство по п.7, отличающееся тем, что наружный корпус (1) имеет либо прикрепленный к нему управляющий рычаг (26), либо накатки или шлицы для его поворота относительно коллектора (А) для подвода и отвода воды.

14. Термостатическое устройство по п.1, отличающееся тем, что центральный корпус (2) с отверстиями (6 - 8) изготовлен либо литьем, либо литьем под давлением или инжекцией.

Images