RU2230963C2 - Replaceable valve unit - Google Patents
Replaceable valve unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2230963C2 RU2230963C2 RU2002115178/06A RU2002115178A RU2230963C2 RU 2230963 C2 RU2230963 C2 RU 2230963C2 RU 2002115178/06 A RU2002115178/06 A RU 2002115178/06A RU 2002115178 A RU2002115178 A RU 2002115178A RU 2230963 C2 RU2230963 C2 RU 2230963C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- washer
- radius
- segment
- center
- arc
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области санитарно-технической арматуры для систем водоснабжения.The invention relates to the field of sanitary fittings for water supply systems.
Одной из важнейших проблем водоснабжения жилых и общественных зданий является снижение непроизводительных расходов воды через водоразборную арматуру, возникающих в процессе водопользования и достигающих 20-25% от общего объема водопотребления. Непроизводительные расходы воды образуются в процессе ее отбора из сети внутреннего водопровода при регулировке требуемого расхода и температуры воды и обусловлены низкой регулирующей способностью вентильных головок особенно при давлениях воды более 0.3 МПа.One of the most important problems of water supply for residential and public buildings is the reduction of unproductive water consumption through water fittings arising in the process of water use and reaching 20-25% of the total water consumption. Unproductive water consumption is generated during its selection from the internal water supply network when adjusting the required flow rate and water temperature and is due to the low regulating ability of valve heads, especially at water pressures of more than 0.3 MPa.
Известно техническое решение сменного клапанного узла поршневого типа, состоящего из корпуса, штока вращательно-поступательного действия, на котором закреплен запорный элемент с уплотнительной прокладкой [1].A technical solution is known for a replaceable valve assembly of a piston type, consisting of a housing, a rod of rotational-translational action, on which a locking element with a sealing gasket is fixed [1].
Недостатком указанного технического решения является интенсивный износ прокладки, особенно работающей на горячей воде, износ резьбы шпинделя, образование кавитационных раковин на седле запорного элемента. Это приводит к потерям воды в виде утечек. Кроме того, при открывании крана на одну четверть оборота рукояти вентиля (на свободное движение кисти руки) запорный элемент поднимается с седла перпендикулярно последнему линейно, в то время как расход воды изменяется по квадратичному закону. Таким образом, незначительное линейное перемещение запорного элемента потребителем вызывает квадратичное изменение расхода воды. В результате этого много времени затрачивается на регулировку требуемого расхода и температуры воды без ее полезного использования, что приводит к потерям воды питьевого качества.The disadvantage of this technical solution is the intensive wear of the gasket, especially when working on hot water, wear of the spindle thread, the formation of cavitation shells on the saddle of the locking element. This leads to water loss in the form of leaks. In addition, when the tap is opened one quarter of a turn of the valve handle (for free movement of the wrist), the locking element rises from the saddle perpendicular to the latter linearly, while the water flow changes according to a quadratic law. Thus, a slight linear movement of the locking element by the consumer causes a quadratic change in water flow. As a result of this, a lot of time is spent on adjusting the required flow rate and temperature of the water without its beneficial use, which leads to loss of drinking-quality water.
Известно техническое решение сменного клапанного узла поршневого типа, состоящего из корпуса, штока возвратно-поступательного действия, на котором закреплен запорный элемент с уплотнительной прокладкой [2].A technical solution is known for a replaceable valve assembly of a piston type, consisting of a housing, a reciprocating rod, on which a locking element with a sealing gasket is fixed [2].
Недостатки указанного технического решения аналогичны недостаткам сменного клапанного узла [1], за исключением того, что износ прокладки происходит только за счет смятия без истирания в процессе вращения.The disadvantages of this technical solution are similar to the disadvantages of the replaceable valve assembly [1], except that the wear of the gasket occurs only due to crushing without abrasion during rotation.
Прототипом заявляемого технического решения является сменный клапанный узел, содержащий корпус, уплотнительное кольцо, затвор из набора подвижной и неподвижной плоских шайб с проходным отверстием в виде сегмента, одна половина хорды которой образована дугой вписанного сектора, опирающихся на упругую прокладку, поворотный шток привода [3].The prototype of the claimed technical solution is a replaceable valve assembly containing a housing, a sealing ring, a shutter from a set of movable and stationary flat washers with a passage hole in the form of a segment, one half of the chord of which is formed by an inscribed sector arc, supported by an elastic gasket, a rotary actuator rod [3] .
Недостатком прототипа является то, что регулирующая способность сменного клапанного узла используется не полностью. Это объясняется тем, что наличие одинаковых отверстий на обеих шайбах не позволяет осуществлять выбор способа регулировки для различных гидравлических условий. Например, экспериментально установлено, что для условий повышенных напоров для первых этажей многоэтажных зданий целесообразно изменять проходное отверстие при расположении вписанного сегмента в первом квадранте, а для пониженных напоров наоборот. Прототип исключает возможность изменения направления регулировки площади проходного отверстия.The disadvantage of the prototype is that the regulatory ability of the replaceable valve assembly is not fully used. This is because the presence of the same holes on both washers does not allow the choice of the adjustment method for various hydraulic conditions. For example, it has been experimentally established that for conditions of increased pressure for the first floors of multi-storey buildings, it is advisable to change the bore when the inscribed segment is located in the first quadrant, and vice versa for lower pressures. The prototype eliminates the possibility of changing the direction of adjustment of the area of the passage opening.
В основу изобретения поставлена задача создать устройство, которое позволило бы повысить регулирующую способность сменного клапанного узла при различных гидравлических условиях и обеспечить возможность изменения направления регулировки площади проходного отверстия.The basis of the invention is the task to create a device that would improve the regulatory ability of the replaceable valve assembly under various hydraulic conditions and provide the ability to change the direction of adjustment of the area of the passage opening.
Сущность изобретения заключается в том, что сменный клапанный узел содержит размещенный в гнезде арматуры корпус с затвором из набора подвижной и неподвижной плоских шайб, в каждой из которых выполнено проходное отверстие, опирающихся на упругую прокладку, и поворотный шток привода, герметизированный уплотнительными кольцами. Проходное отверстие плоской неподвижной шайбы выполнено в виде сегмента высотой от 0,2 до 0,8 радиуса шайбы, при этом основание стрелки дуги сегмента смещено от центра шайбы на расстояние от 0,2 до 0,8 радиуса шайбы, а одна половина хорды сегмента образована дугой вписанного сектора с центром, лежащим на диаметре шайбы, параллельном хорде сегмента, причем радиус сектора составляет от 0,2 радиуса шайбы до точки касания с дугой сегмента. Проходное отверстие плоской подвижной шайбы выполнено в виде полукруга с радиусом от 0,2 до 0,8 радиуса шайбы, при этом центр полукруга смещен от центра шайбы на расстояние от 0,2 до 0,8 радиуса шайбы.The essence of the invention lies in the fact that the replaceable valve assembly comprises a housing located in the valve seat with a shutter of a set of movable and fixed flat washers, each of which has a bore, supported by an elastic gasket, and a rotary actuator stem sealed with o-rings. The passage hole of a flat fixed washer is made in the form of a segment with a height from 0.2 to 0.8 of the radius of the washer, while the base of the arrow of the segment arc is offset from the center of the washer by a distance of 0.2 to 0.8 of the radius of the washer, and one half of the chord of the segment is formed an arc of an inscribed sector with a center lying on the diameter of the washer parallel to the chord of the segment, and the radius of the sector is from 0.2 of the radius of the washer to the point of contact with the arc of the segment. The through hole of a flat movable washer is made in the form of a semicircle with a radius of 0.2 to 0.8 of the radius of the washer, while the center of the semicircle is offset from the center of the washer by a distance of 0.2 to 0.8 of the radius of the washer.
В результате проходное отверстие выполнено с плавно изменяющейся площадью живого сечения, что позволяет обеспечить более высокую регулирующую способность устройства за счет того, что закономерности изменения площади живого сечения проходного отверстия и расхода среды через него в этом случае близки по характеру.As a result, the passage opening is made with a smoothly changing living cross-sectional area, which allows for a higher regulating ability of the device due to the fact that the patterns of change in the living cross-sectional area of the passage opening and the flow rate of the medium through it are similar in this case.
Пределы размеров проходного отверстия неподвижной шайбы обусловлены следующим. Нижний предел высоты сегмента (0,2 радиуса шайбы) объясняется тем, что при меньшем размере высота стрелки совпадет со своим основанием и отверстие не будет выполнено. Превышение высоты более 0.8 радиуса шайбы приведет к невозможности перекрывания отверстия сплошной частью шайбы.The size limits of the through hole of the fixed washer are due to the following. The lower limit of the segment height (0.2 radius of the washer) is explained by the fact that with a smaller size the height of the arrow will coincide with its base and the hole will not be made. Exceeding the height of more than 0.8 of the radius of the washer will lead to the impossibility of blocking the hole with the solid part of the washer.
Основание стрелки сегмента смещено от центра шайбы на 0.2 радиуса для того, чтобы между отверстиями шайб в закрытом положении не было перехлеста отверстий. Если этого смещения не будет, то произойдет перехлест отверстий, что повлечет за собой невозможность закрывания проходного отверстия. Превышение верхнего размера смещения основания стрелки сопряжено с тем, что отверстие будет выполнено без плавного изменения площади живого сечения и эффект улучшения регулирующей способности не будет достигнут.The base of the segment arrow is offset from the center of the washer by 0.2 radii so that there is no overlap of the holes between the holes of the washers in the closed position. If this displacement is not present, then the overlap of the holes will occur, which will entail the inability to close the passage hole. Exceeding the upper size of the displacement of the base of the arrow is associated with the fact that the hole will be made without a smooth change in the living section area and the effect of improving the regulatory ability will not be achieved.
Одна половина хорды сегмента образована дугой вписанного сектора с центром, лежащим на диаметре шайбы, для того, чтобы обеспечить плавное изменение площади сечения отверстия и по возможности более плавную регулировку расхода воды. Если радиус сектора будет меньше или равен 0,2 радиуса шайбы, то хорда будет в виде прямой линии, что не позволит получить эффект плавного изменения площади живого сечения. Если радиус сектора будет выходить за точку касания с дугой сегмента, то образованное отверстие выйдет за пределы шайбы и отверстие не сможет быть использовано по своему назначению.One half of the chord of the segment is formed by an arc of the inscribed sector with the center lying on the diameter of the washer in order to ensure a smooth change in the cross-sectional area of the hole and, as much as possible, smoother adjustment of water flow. If the radius of the sector is less than or equal to 0.2 of the radius of the washer, then the chord will be in the form of a straight line, which will not allow you to get the effect of a smooth change in the area of the living section. If the radius of the sector extends beyond the point of contact with the arc of the segment, the formed hole will go beyond the washer and the hole cannot be used for its intended purpose.
Пределы размеров проходного отверстия подвижной шайбы обусловлены следующим. Нижний предел радиуса полукруга (0,2 радиуса шайбы) объясняется тем, что при меньшем размере радиус совпадет со своим основанием и отверстие не будет выполнено. Превышение высоты более 0,8 радиуса шайбы приведет к невозможности перекрывания отверстия сплошной частью шайбы.The size limits of the passage hole of the movable washer are due to the following. The lower limit of the radius of the semicircle (0.2 radius of the washer) is due to the fact that with a smaller size, the radius will coincide with its base and the hole will not be made. Exceeding the height of more than 0.8 of the radius of the washer will lead to the impossibility of blocking the hole with the solid part of the washer.
Центр полукруга смещен от центра шайбы на 0,2 радиуса для того, чтобы между отверстиями шайб в закрытом положении не было перехлеста отверстий. Если этого смещения не будет, то произойдет перехлест отверстий, что повлечет за собой невозможность закрывания проходного отверстия. Превышение верхнего размера смещения основания радиуса сопряжено с тем, что отверстие будет выполнено без плавного изменения площади живого сечения и эффект улучшения регулирующей способности не будет достигнут.The center of the semicircle is offset from the center of the washer by 0.2 radii so that there is no overlap of the holes between the holes of the washers in the closed position. If this displacement is not present, then the overlap of the holes will occur, which will entail the inability to close the passage hole. Exceeding the upper size of the displacement of the base of the radius is associated with the fact that the hole will be made without a smooth change in the living section area and the effect of improving the regulatory ability will not be achieved.
В результате предложенная конструкция сменного клапанного узла позволяет обеспечить плавное изменение расхода среды, проходящей через отверстие. Особенностью заявляемого технического решения является то, что различное расположение внутреннего сегмента позволяет использовать вентильную головку для различных гидравлических условий, например для условия нижних и верхних этажей многоэтажных зданий.As a result, the proposed design of the replaceable valve assembly allows for a smooth change in the flow rate of the medium passing through the hole. A feature of the claimed technical solution is that the different location of the inner segment allows the valve head to be used for various hydraulic conditions, for example, for the conditions of the lower and upper floors of multi-storey buildings.
На фиг.1 представлен сменный клапанный узел, который состоит из корпуса 1, снабженного неподвижной обоймой 2 с посадочным гнездом для неподвижной шайбы 3, в которой выполнено проходное отверстие 4. В полости неподвижной обоймы 2 размещен шток 5, имеющий возможность поворота на 180°, снабженный обоймой с посадочным гнездом для подвижной шайбы 6, в которой выполнено проходное отверстие 7. Запорный элемент из набора неподвижной шайбы 3 и подвижной шайбы 6 поджат упругой прокладкой 8.Figure 1 presents a replaceable valve assembly, which consists of a housing 1 provided with a fixed cage 2 with a seat for the fixed washer 3, in which a passage hole 4 is made. A rod 5 is placed in the cavity of the fixed cage 2, which can be rotated 180 °, equipped with a clip with a seat for the movable washer 6, in which the passage hole 7 is made. The locking element from the set of the fixed washer 3 and the movable washer 6 is pressed by an elastic gasket 8.
Для обеспечения неподвижного закрепления шайбы 6 посадочное место штока 5 выполнено в виде круга с выступами в виде сегментов, хорды которых параллельны, а шайба 6 выполнена со срезами в виде сегментов, хорды которых параллельны хордам сегментов проходных отверстий.To ensure that the washer 6 is fixed, the seat of the rod 5 is made in the form of a circle with protrusions in the form of segments whose chords are parallel, and the washer 6 is made with slices in the form of segments whose chords are parallel to the chords of the segments of the through holes.
На фиг.2 и 3 представлены сечения А-А и В-В на фиг.1. Запорный элемент состоит из двух шайб 3 и 6, одна из которых является неподвижной и установлена в неподвижную обойму, а другая - подвижна, т. к. установлена в обойму штока, имеющего возможность поворота на 180°. Шайбы прижимаются друг к другу упругой кольцевой прокладкой, опирающейся с одной стороны по контуру на периферийную часть неподвижной обоймы корпуса, а с другой - на посадочное гнездо вентиля.Figure 2 and 3 presents sections aa and bb in figure 1. The locking element consists of two washers 3 and 6, one of which is fixed and installed in a stationary holder, and the other is movable, because it is installed in a holder of a rod that can be rotated 180 °. The washers are pressed against each other by an elastic ring gasket resting on one side along the contour on the peripheral part of the stationary body clip, and on the other, on the valve seat.
Проходное отверстие неподвижной шайбы 3 выполнено в виде сегмента высотой h. Высота h находится в соотношении с радиусом шайбы R 0,2R<h<0,8R. Основание О2 стрелки дуги "S" сегмента смещено от центра О шайбы на расстояние в соотношении с радиусом R шайбы: от 0,2R<О-О2<0,8R. Одна половина хорды сегмента образована дугой вписанного сектора с центром O1, лежащим на диаметре шайбы, параллельном хорде l сегмента. Радиус R/ сектора имеет размер от 0,2 радиуса R шайбы до касания с дугой сегмента.The passage hole of the stationary washer 3 is made in the form of a segment of height h. The height h is in proportion to the radius of the washer R 0.2R <h <0.8R. The base O 2 of the arrow of the arc “S” of the segment is offset from the center O of the washer by a distance in relation to the radius R of the washer: from 0.2R <O-O 2 <0.8R. One half of the chord of the segment is formed by an arc of the inscribed sector with the center O 1 lying on the diameter of the washer parallel to the chord l of the segment. The radius of the R / sector has a size from 0.2 radius R of the washer to touch with the arc of the segment.
Проходное отверстие подвижной шайбы 6 выполнено в виде полукруга с радиусом r, имеющим размер относительно радиуса R шайбы: 0,22R<r<0,8R. Центр О3 полукруга смещен от центра О шайбы на расстояние в соотношении с радиусом R шайбы: 0,2R<О-О3< 0,8R.The passage hole of the movable washer 6 is made in the form of a semicircle with a radius r having a size relative to the radius R of the washer: 0.22R <r <0.8R. The center O 3 of the semicircle is offset from the center O of the puck by a distance in relation to the radius R of the puck: 0.2R <O-O 3 <0.8R.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В закрытом положении проходные отверстия шайб 3 и 6 не совпадают и вода не поступает. При повороте штока 5 закрепленная в обойме подвижная шайба 6 получает вращательное движение относительно своего центра. При этом отверстия шайб 3 и 6 совмещаются, постепенно увеличивая или уменьшая площадь живого сечения. Это позволяет обеспечить более плавное изменение расхода среды, проходящей через отверстие.In the closed position, the through holes of the washers 3 and 6 do not match and water does not flow. When the rod 5 is rotated, the movable washer 6 fixed in the holder receives a rotational movement relative to its center. In this case, the holes of the washers 3 and 6 are combined, gradually increasing or decreasing the living section area. This allows for a smoother change in the flow rate of the medium passing through the hole.
Источники информации Sources of information
1. Кожинов И.В. Снижение потерь воды в жилых зданиях. М.: Стройиздат, 1985, с.21.1. Kozhinov I.V. Reduced water loss in residential buildings. M .: Stroyizdat, 1985, p.21.
2. Репин Н.Н., Шопенский Л.А. Санитарно-технические устройства и газоснабжение зданий. М.: Стройиздат. 1974. - С.16.2. Repin NN, Shopensky L.A. Sanitary devices and gas supply to buildings. M .: Stroyizdat. 1974. - S. 16.
3. Свинцов А.П., Мукарзель С.А. Сменный клапанный узел. Патент РФ №2178851, МКИ 7 F 16 К 3/08 27.01.2002. Бюл. №3.3. Svintsov A.P., Mukarzel S.A. Replaceable valve assembly. RF patent No. 2178851, MKI 7 F 16 K 3/08 01/27/2002. Bull. No. 3.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002115178/06A RU2230963C2 (en) | 2002-06-10 | 2002-06-10 | Replaceable valve unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002115178/06A RU2230963C2 (en) | 2002-06-10 | 2002-06-10 | Replaceable valve unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002115178A RU2002115178A (en) | 2003-12-27 |
| RU2230963C2 true RU2230963C2 (en) | 2004-06-20 |
Family
ID=32845718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002115178/06A RU2230963C2 (en) | 2002-06-10 | 2002-06-10 | Replaceable valve unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2230963C2 (en) |
-
2002
- 2002-06-10 RU RU2002115178/06A patent/RU2230963C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4962911A (en) | Hemi-wedge valve | |
| JPH0626581A (en) | Adjusting-cut-off valve | |
| CA1069801A (en) | Single-handle mixing faucet | |
| US4887793A (en) | Disk comprising at least one opening and tap comprising said disk | |
| RU2230963C2 (en) | Replaceable valve unit | |
| CN205155216U (en) | Adjustable flow ball valve | |
| RU2178851C2 (en) | Changeable valve unit | |
| US6422268B1 (en) | Valve seal for a valve upper part, particularly for a water instrument or fitting | |
| US4693451A (en) | Valve structures | |
| RU2183781C2 (en) | Change valve unit | |
| CN205780983U (en) | A kind of high-pressure heavy-caliber flat-plate gate | |
| CN204828757U (en) | Two formula ball valves of ultralight moment of torsion | |
| SU552453A1 (en) | Crane | |
| RU203284U1 (en) | Ball valve | |
| RU182407U1 (en) | Valve head | |
| CN208605644U (en) | Floating type high-performance butterfly valve | |
| CN208919345U (en) | A kind of three eccentricity hard seal butterfly valve | |
| CN205479385U (en) | Butterfly valve | |
| CN2417340Y (en) | Vniversal pipeline gate valve | |
| CN218863403U (en) | Butterfly valve capable of preventing butterfly plate from rotating accidentally | |
| WO2009100648A1 (en) | A hard sealing ball valve having non-wearing sealing surface | |
| CN211975912U (en) | Hard sealing butterfly valve | |
| CN209115693U (en) | A kind of PVDF butterfly valve | |
| CN216643129U (en) | Multifunctional rotary semi-automatic faucet | |
| CN210830584U (en) | Novel binary channels butterfly valve |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070611 |