UA54391C2 - Термостатичний змішувальний клапан водопровідного крана - Google Patents

Abstract

Згідно з винаходом, пропонується регулятор 30 температури для водопровідного змішувального крана 12, який містить датчик 32 температури, розташований в камері 34 змішаної води і призначений для вимірювання температури води на виході крана. Датчик температури з'єднаний з регулювальним клапаном 20, розташованим у трубопроводі 18 для подачі холодної води. Якщо температура води в трубопроводі 16 гарячої води стає нижче заданої температури, то клапан обмежує подачу холодної води в змішувальний кран.

Description

Опис винаходу

Область техники зтого изобретения относится к термостатическим смесительньм устройствам, а более 2 конкретно - к смесительному клапану термостатического водопроводного крана.

Большинство водопроводньїх кранов имеют устройства, которне регулируют температуру смешанного вьіходного потока из систем горячего водоснабжения и холодного водоснабжения. Одной из причин термостатического регулирования является исключение постоянного подрегулирования клапана, когда температура в системе горячего водоснабжения изменяется. Температура в системе горячего водоснабжения 70 может претерпевать весьма значительнье иизменения. Начальная температура системь горячего водоснабжения в водопроводах может понижаться после длительньїх периодов бездействия водопроводного крана, в частности - если резервуар горячей водьі находится далеко от водопроводного крана и трубопровод, идущий от резервуара горячей водьї к водопроводному крану, является длинньім. Кроме того, если нагреватель горячей водьі таксируется по производительности и не поддерживается в должном порядке, а горячая вода в 72 резервуаре горячей водьі иссякаєт, система горячего водоснабжения может значительно охладиться за относительно короткий период времени.

Работа большинства известньїх смесительньїх клапанов термостатических водопроводньїх кранов основана на принципе изменения расходов и горячей, и холодной водьі одновременно в противоположньїх направлениях, чтобьї поддерживать температуру смешанной водьї на вьіходе примерно постоянной в определенньїх пределах.

Стимулом обеспечения одновременного понижения и повьішения расходов соответствующих систем горячего й холодного водоснабжения и наоборот является обеспечение почти постоянного расхода во время термостатических регулировок.

Многие из зтих типов термостатических смесительньїх клапанов содержат термостатический злемент для определения относительно узкого диапазона температурьї, допустимого для смешанной водь! на вьіходе, а с 22 средство регулирования смешения включаєт в себя термостатическоє устройство. Чтобьі отрегулировать Го) температуру вьіходного потока, регулируют специализированньй смешивающий механизм, которьій включает в себя термостатический злемент. Тогда общий расход нужно регулировать с помощью еще одного механизма.

Введение двух отдельньїх механизмов, одного - для регулирования общего расхода, а другого, включающего в себя термостатический злемент, - для регулирования смешения, приводит к издержкам и сложности в -- 30 термостатических водопроводньх кранах, что снижаєт их привлекательность с коммерческой точки зрения. Ге»)

Еще один недостаток зтих известньїх термостатических устройств становится очевиднь!м, когда горячее водоснабжение обеспечиваєется от нагревателя горячей водь! мгновенного действия. Известнье нагреватели о горячей водьі мгновенного действия имеют устройство защить, которое прерьівает нагревание в случає, если «І поток водь, протекающий Через него, становится меньше некоторого заранее определенного предела. 35 звестнье термостатические регулирующиеє устройства способньі уменьшать расход из системь! горячего о водоснабжения, чтобь! понизить зтот предел, вьізьівая, таким образом, отключение нагревателя водь..

Известно термостатическое устройство, раскрьтое в немецком патенте Мо2917233, которое включаєет термостатический регулятор, которьій уменьшает поток системь! горячего водоснабжения, когда температура « горячей водьї на вьіїходе превьішает заданное значение. В зтом случаеє, ввиду воздействия термостатического З 0 регулятора, поток систем холодного и горячего водоснабжения не регулируєтся одновременно и в с противоположньїх направлениях. Вместо зтого, в то время, как поток системь! горячего водоснабжения з» управляемо регулируется, поток холодной водь остается относительно нейизменньм. Однако, когда горячую воду подают из нагревателя водь! мгновенного действия, возникает тот же самьїй вьішеупомянутьй недостаток.

Необходимо термостатическое устройство, функционирующее в заданном режиме расхода и смешивания, 45 обеспечивая в то же время термостатическоє регулированиє. Кроме того, необходимо термостатическоеє і-й устройство, которое не вьізьівает отключение нагревателя водь! мгновенного действия из-за термостатического «їз» регулирования систем водоснабжения, так что смесительньй клапан термостатического водопроводного крана совместим с нагревателями водь! мгновенного действия. о В соответствий с одной особенностью изобретения, термостатический водопроводньй кран имеет

Те) 20 механический смесительньй клапан, имеющий первую трубу подачи холодной водь, трубу подачи горячей водь! и трубу вніпуска смешанной водьі. Водопроводньй кран включает в себя термостатический регулятор, имеющий

З датчик, установленньйй в трубе вьіпуска смешанной водьі, и регулирующий клапан, оперативно соединенньй с датчиком. Регулирующий клапан предназначен для изменения потока только холодного водоснабжения, когда температура смешанной водьй стремится стать больше заданного значения. Регулирующий клапан предпочтительно установлен непосредственно в первой трубе подачи колодной водь, так что термостатический

ГФ) регулятор ограничивает поток только холодной водьі, которьій подается к механическому смесительному юю клапану, когда температура смешанной водь, измеренная датчиком, становится ниже заданного значения.

Поток нагнетаемой горячей водь остается постоянньі!м и зависит только от регулирования общего потока и козффициента смешения, предварительно определяемьх пользователем и задаваемьх с помощью 60 однорьщчажного смесителя. Изменяєтся только поток нагнетаеємой холодной водь), чтобьі поддерживать температуру смешанной водь! в определенньїх предварительно заданньїх пределах. Поскольку регулирование, осуществляемое оператором, совместимо с работой нагревателей горячей водь! мгновенного действия, термостатическое регулирований клапана водопроводного крана не мешает работе нагревателя водь мгновенного действия. бо В одном конкретном варианте осуществления регулирующий клапан имеет полностью открьїтое положение,

которое обеспечивает полньій поток через трубу холодной водьі, и оснащен датчиком, сконструированньім и подсоединенньїм к регулирующему клапану таким образом, что регулирующий клапан ограничивает поток через трубу холодной водь, когда температура смешанной водь! ниже заданного значения.

В одном конкретном варианте осуществления регулирующий клапан сконструирован так, что полностью перекрьвает первую трубу подачи холодной водь. Первая труба подачи холодной водь! расположена параллельно второй трубе подачи холодной водьі, через которую непрерьівно подается ограниченньй поток холодной водьї непосредственно к однорньічажному смесительному клапану.

В еще одном конкретном варианте осуществления регулирующий клапан сконструирован так, что 7/0 обеспечивает непрерьівньій ограниченньій поток холодной водьі и неполностью перекрьїваєт поток холодной водь! в механический смеситель при отсутствии воздействия датчика. Регулирующий клапан имеет, по меньшей мере, один канал ограниченной площади, которьій обеспечивает непрерьівньій ограниченньій расход холодной водь! через регулирующий клапан в механический смесительньй клапан.

Также желательно, чтобь! термостатический регулятор имел ручное регулирование, что позволяет вручную /5 изменять заданную температуру, по которой регулирующий клапан ограничивает поток через первую трубу колодНнОЙй вВОДЬі.

При зтом термостатический клапан совместим и с нагревателями горячей водь! мгновенного действия, и с обьічньми механическими смесительньми клапанами, обеспечивая преимущества и ручного задания параметров смешанной водь! на вьіходе, и обеспечения термостатического регулирования смешанной водь на 2о Вьходе.

Теперь будут сделань! ссьілки на прилагаемьсе чертежи, где на фиг.1 приведено основное схематическое изображение одного конкретного варианта осуществления в соответствий с изобретением, на фиг.2 приведено частичное изображение вида сбоку устройства термостатического водопроводного с крана, в котором используется вариант, схематически изображенньй на фиг.1, на фиг.3 приведено основное схематическое изображение модифицированного конкретного варианта і) осуществления, и на фиг.4 приведено частичное изображение вида сбоку модифицированного устройства термостатического водопроводного крана, в котором используется вариант, схематически изображенньй на фиг.3, «- зо фиг.5 представляет собой схематический разрез пластиньї клапана, находящейся в смесительном клапане.

Подробное описание предпочтительного конкретного варианта осуществления б»

На фигл1 зображен термостатический водопроводньй кран 10, которьй включает однорьмчажньй (у смесительньій клапан 12, оперативно соединенньій со впуском 14 для подачи холодной водь и трубой 16 подачи горячей водьі. Механический смеситель может бьїть любьм обьічньм промьішленно поставляемьм -

Зз5 смесительньм клапаном. Предпочтительно, зто однорьчажньй смесительньій злемент с одним регулирующим ю рьічагом 17, и он может иметь керамические дисковье злементь, как показано на фиг.5 и описано ниже.

Впуск 16 для подачи горячей водьії непосредственно соединен со смесительньїм клапаном 12. Горячая вода может поступать из любого источника, например - газового или злектрического нагревателя водьі мгновенного действия. Впуск 14 для подачи холодной водьі! соединен с первой трубой 18 подачи холодной водь, которая « содержит термостатически регулируемьй клапан 20. Вторая труба 22 подачи холодной воль! расположена в с параллельно трубе 18 и обходит регулирующий клапан 20. В трубе 22 расположен ограничитель 21 потока.

Й Естественно, что обе трубь! 18 и 22 могут бьіть пересоединень! вьіше по потоку и брать свою воду из общего и?» источника.

Смесительньй клапан 12 имеет свой вьшпуск 24 для смешанной водь), соединенньй с трубой 26.

Термостатический регулятор 30 имеет датчик 32 температурьї, установленньй в камере 34 трубьі 26 смешанной с водьі. Датчик 32 может бьїть промьішленно поставляемьм восковьім расширяющимся баллоном известного типа. Шток 36 привода соединен с датчиком 32 и вьіведен из камерьі 34 известньмм образом с надлежащим о уплотнением против утечки водьі. Датчик 32 перемещает шток 36 в зависимости от измеренной температурь 2) смешанной водь в камере 34.

Шток 36 привода соединен с регулирующим клапаном 20, которьій заключен в камере 38 соосно с трубой 18. ік Клапан 20 взаймодействуеєет с соответствующим седлом 40, расположенньм между камерой 15 и трубой 42, як которая соединяется со впуском 14.

Как показано на фиг.2, клапан 20 является золотниковьім клапаном с седлами 44, упирающимися в стенки камерь 38, и проточньми отверстиями 46, проходящими через центральную часть клапана, клапан 20 Ввзаймодействует с седлом 40 таким образом, что поток полностью перекрьіваєтся, когда клапан находится в закрьтом положении. Термостатический датчик 32 может бьіть установлен в золотнике 48, приспособленном (Ф, для скольжения внутри камерьі 34. Положение золотника 48 можно регулировать с помощью винтового ка регулятора 50. Винтовой регулятор 50 регулирует и изменяет воздействие термостатического регулятора 10 и, в частности, может ограничивать максимальную температуру, которую можно получить в обьічньїх рабочих бр Условиях.

Регулятор ЗО может включать в себя защитную пружину 51, которая крепится к золотниковому клапану 20 для предотвращения приложения избьточньх напряжений к датчику 32 в определенньїх условиях.

Применительно к термостатическим регуляторам, зто назначение само по себе известно. В камере 38 помещена возвратная пружина 49, способствующая переходу клапана 20 в его закриьтое положение. 65 Зксплуатацию смесительного клапана 12 обьічно осуществляют с помощью регулирующего рьїчага 17.

Температуру и расход вьібирают путем установки регулирующего рьічага в конкретное положение. Потребность в горячей воде вьібирают путем наладки смесительного клапана 12. Тем не менее, поток горячей водь ограничен, поскольку клапан 12 закрьт. Дроссель 21 также ограничивает подачу холодной водьі, подводимой к смесительному клапану 17. Перепускная труба 22 для подачи холодной водьії необходима в случає, если пользователь хочет подавать только холодную воду.

Поскольку подача горячей воду осуществляется из трубьі 16, которая сначала может иметь только комнатную температуру или бьїіть теплой, вода подается из нагревателя горячей водь! мгновенного действия (не показан), а вода, проходящая через смесительньій клапан 12 водопроводного крана из трубь! 16, становится полностью нагретой. Температура смешанной водь), которая протекает через камеру 34, возрастает. 7/0 Температура датчика 32 тоже растет, так что, как только достигается определенное пороговое значение температурьі, датчик заставляет клапан 20 откриьіваться относительно седла. 40 и обеспечивает повьішенньй приток холодной водь в смесительньій клапан 12. Следовательно, повьішенньй приток холодной водьі обеспечиваеєт протекание более холодной водьі через смеситель 12 в трубу 24 и в камеру 34. Достигается условие равновесия, и пользователь задаєт температуру и расход смешанной водьі с помощью смесительного /5 Клапана 12.

Термостатический регулятор позволяет оператору заранее настраивать смесительньїй клапан на требуемую температуру после начальной зксплуатации водопроводного крана. Водопроводньій кран обеспечивает такое состояние, что сначала подается полньій поток горячего водоснабжения, причем лишь ограниченньій поток холодной водьі смешиваєтся с подачей горячей водь». Когда горячая вода действительно поступает, 2о термостатический регулятор разрешает увеличенньй поток холодной водь, что является очевидньіїм указанием достижения условий нормального равновесного потока.

Термостатический регулятор исключаєт ранее существовавшую неудобную привьчку пользователя открьівать горячее водоснабжение водопроводного крана каждьй раз, когда он пользуется зтим краном, с последующим ожиданием возрастания температурь! и последующим регулированием температурь смеси после (ху г того, как подача горячей водь! достигла нормальньїх температур нагрева.

Если во время протекания водь! через смесительньйй клапан 12 и термостатический регулятор 10 условия і) подачи меняются так, что испьітьївается недостаток горячей вольі, понижение температурь! горячей водь! или неожиданное временное падение давления поступающей холодной водьі, термостатический регулятор 30 немедленно корректирует отверстие в клапане 20 с тем, чтобь изменить поток холодной водьі, поступающий в о/р зо смесительньй клапан 12 и поддержать температуру нагнетаемой смешанной водьій в отточной камере 34 постоянной в пределах чувствительности датчика. Компенсация падения давления при подаче холодной водьї б» важна, поскольку найболее распространен случай, когда подача холодной водьі подвержена таким отклонениям (се из-за работь! промьівньїх туалетньїх клапанов прямого действий, посудомоечньїх машин и промьівочньїх машин.

На фиг.3 и 4 приведен второй конкретньій вариант осуществления термостатического водопроводного крана - 10. Одинаковье или аналогичнье части имеют такую же ссьілочную нумерацию соответствующих частей ю первого конкретного варианта осуществления, и их дополнительноеге описание опущено. В зтом конкретном варианте осуществления впуск 14 холодной водь!ї запитьівается просто с помощью трубь! 42, которая идет от регулятора и клапана 20. Клапан 20 имеет отверстия 52 с ограниченньм поперечньм сечением, обеспечивающие непрерьшвную, хоти и ограниченную подачу холодной водьі. Таким образом, смесительньй « клапан 12 имеет непрерьівную подачу холодной водьі, обеспечиваемую через отверстия 52, даже несмотря на 7-3 с то, что клапан 20 может находиться в закрьтом положениий, устанавливаемом датчиком 32. И снова зта подача

Й холодной водь! необходима, если пользователь хочет подавать только холодную воду. а В альтернативном варианте, вместо отверстий 52, клапан 20 может иметь зубцьі, которне удерживают его слегка открьїтьїм относительно седла 40. Еще одна конструкция, которая позволяет получить ту же ограниченную и непрерьівную подачу холодной водь, построена на подборе размеров и расположений клапана с 20 и датчика 32 таким образом, что клапан 20 будет всегда оставаться на некотором расстояниий от седла 40.

Работа второго конкретного варианта осуществления идентична работе первого конкретного варианта о осуществления, за исключением того, что непрерьмшвная, хотя и ограниченная, подача холодной водь оо происходит Через отверстия 19, а не через дросселирующее отверстие 21.

На чертежах термостатический регулятор 30 показан с отдельньім корпусом, отделенньім от смесительного ік клапана 12, тем не менее, смесительньій клапан 12 и регулятор ЗО могут бьїть полностью или частично

Кк обьединеньі друг с другом. Механический смеситель 12 может бьть вьполнен в виде стакана и термостатический регулятор тоже может бьіть вьіполнен в виде стакана, а зти два соответствующих стакана могут бьіть заключень в один корпус водопроводного крана. 5Б Механический смеситель может бьіть шаровьім клапаном или клапаном типа керамического диска любого вида. На фиг.5 показан тип пластиньії, взаимодействующей преиймущественно с термостатическим регулятором (Ф) ЗО. Неподвижная пластина 60 установлена в корпусе водопроводного крана, а подвижная пластина 62 ка перемещается посредством оперативного соединения с регулирующим рьічагом 17. Неподвижная пластина имеет два отверстия 64 н 66, которье ведут к впускам 16 и 14 для горячей водьі и холодной водьі. Подвижная бо пластина 62 имеет отверстие 68, которое соответствует отверстиям 64 и 66. На фиг.5 отверстие 68 показано как периферийньй вьірез. Вращательное и плоскопараллельное движение подвижной пластиньі открьівает отверстия 64 и 66 целиком и в различньїх пропорциях, регулируя таким образом и расход, и соотношение смешения между горячей и холодной водой. Известнье в промьшленности современнье водопроводнье краньії, вьіполненнье только с возможностью поворота, тоже могут регулировать обьемное соотношение 65 смешения.

Пластинь 60 и 62 также имеют соответствующие отверстия 70 и 72, которне ведут к регулятору 30. Размерь и расположение отверстия 72 в подвижной пластине подобрань! так, чтобь! закрьіть отверстие 70, когда механический смеситель находится в закрьтом положении, а также когда смесительньій клапан находится в положений пропускания только холодной водьі. Регулирующие устройства включают отверстия 70 и 72, отделяя таким образом регулятор 30 от сети водоснабжения, когда его действие не требуется. Позтому холодная вода может вьїходить из корпуса водопроводного крана через отдельное отверстие с обратньмм клапаном давления в вьіпускной слив, обходя таким образом датчик 32 регулятора.

Возможнь изменения и модификации изобретения в рамках обьема его притязаний, определяемого прилагаемой формулой изобретения.

Claims (8)

Формула винаходу

1. Термостатический смесительньій клапан водопроводного крана, включающий механический смеситель, имеющий первую трубу подачи холодной водьї, трубу подачи горячей водьї и трубу вьіпуска смешанной водь,, термостатический регулятор, имеющий датчик в трубе вьшуска смешанной водьі и регулирующий клапан, подсоединенньй к датчику, отличающийся тем, что регулирующий клапан термостатического регулятора расположен только в первой трубе подачи холодной водьі в корпусе, находящемся вьіше по течению от механического смесителя, а датчик соединен с регулирующим клапаном с возможностью регулировки его гр Пположения в корпусе в зависимости от изменения температурь смешанной водь, измеренной датчиком ниже по течению от механического смесителя относительно заданного значения температурьі, путем уменьшения или увеличения потока холодной водьі, при зтом труба подачи горячей водьі, непосредственно соединенная с механическим смесителем, расположена параллельно трубе подачи холодной водь и проходит мимо регулирующего клапана в корпусе. сч 25

2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что регулирующий клапан вьіполнен с возможностью обеспечения полностью открьїтого положения, соответствующего прохождению полного потока водьі через трубу холодной (о) водь, а датчик вьіполнен с возможностью подсоединения к регулирующему клапану таким образом, что регулирующий клапан ограничиваєт поток через трубу холодной водьі, когда температура смешанной водь ниже заданного значения. «- 30

3. Клапан по п. 2, отличающийся тем, что регулирующий клапан вьшолнен с возможностью полного перекрьтия первой трубьї подачи холодной водьі, причем первая труба подачи холодной водьі расположена (2) параллельно второй трубе подачи холодной водь, которая подает ограниченньй поток холодной водь с непосредственно в механический смеситель.

4. Клапан по п. 2, отличающийся тем, что регулирующий клапан вьіполнен с возможностью обеспечения - з5 Ппрохождения непрерьвного ограниченного потока холодной водьі и неполного перекрьтия течения холодной ю водьї в механический смеситель при отсутствии воздействия датчиком.

5. Клапан по п. 4, отличающийся тем, что регулирующий клапан имеет, по меньшей мере, один канал ограниченной площади, обеспечивающий непрерьвньй ограниченньій расход холодной водь через регулирующий клапан в механический смеситель. «

б. Клапан по п. 5, отличающийся тем, что термостатический регулятор имеет ручное регулирование, -о с обеспечивающее изменение вручную заданной температурь, для ограничения регулирующим клапаном потока через первую трубу холодной водь.. :з»

7. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что термостатический регулятор расположен в отдельном корпусе от механического смесителя. 415

8. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что при необходимости регулирования температурь! смешанной водь сл ниже заданного значения температурьі, он вьполнен с возможностью ручного регулирования в том случає, когда заданное значение температурь! значительно вьіше температурь! подаваемой холодной водні. г» (95) о 50 -М Ф) іме) 60 б5