Гидравлическое исполнительное устройство - RU2434101C2
Код документа: RU2434101C2
Чертежи
Описание
Задачей настоящего изобретения является создание гидравлического исполнительного устройства.
Гидравлические исполнительные устройства используют для приведения в действие механизмов опоражнивания. Изобретение применимо для управления механизмом санитарного смыва, хотя и не ограничено им.
В известных исполнительных устройствах для приведения в действие механизмов смыва обычно используют приводные системы со штангой или тросом или пневматические приводные системы. Недостатком приводных систем со штангой является сложность их регулирования. Недостатком приводных систем с тросом является необходимость соблюдения допусков, которые сложно обеспечивать. Недостатком пневматических приводных систем является то, что ими неудобно пользоваться. Кроме того, во всех этих системах необходимо с большой силой давить на пусковую кнопку(и), чтобы осуществить опоражнивание.
В патенте US 2838763 описано устройство для опоражнивания и повторного наполнения водой, включающее ручной механический привод, действующий непосредственно на гидравлический клапан упомянутого устройства.
Недостатком этого устройства также является необходимость с большой силой давить на пусковую кнопку или кнопки и его неприглядность.
Задачей настоящего изобретения является создание гидравлического исполнительного устройства, в котором преодолены по меньшей мере некоторые из упомянутых недостатков и ограничено давление, которое пользователь должен прилагать к плунжер(ам), чтобы осуществить опоражнивание.
С этой целью в изобретении предложено гидравлическое исполнительное устройство для приведения в действие механизма опоражнивания, включающее приводное устройство с плунжер(ами), отличающееся тем, что оно имеет:
блок управления, который может быть объединен с приводным устройством,
по меньшей мере, один трехходовый гидравлический клапан, в который поступает вода из системы водоснабжения и которым управляет блок управления, и по меньшей мере, один гидроцилиндр простого действия, в который через клапан поступает вода и который обеспечивает приведение в действие упомянутого механизма опоражнивания путем подъема запорного клапана или пробки.
Упомянутый гидравлический клапан преимущественно включает входной канал, соединенный с упомянутой системой водоснабжения, выходной канал, соединенный с камерой упомянутого гидроцилиндра, вытяжной канал и обтюратор, способный перемещаться между первым положением, в котором вода может поступать из упомянутого выходного канала в направлении упомянутого вытяжного канала, и вторым положением, в котором вода может поступать из упомянутого входного канала в упомянутый выходной канал, при этом упомянутый гидроцилиндр способен обеспечивать подъем упомянутого запорного клапана или пробки, когда упомянутый обтюратор находится в упомянутом втором положении.
Упомянутый входной канал предпочтительно подает воду в исполнительный канал упомянутого гидравлического клапана через датчик, при этом упомянутый исполнительный канал соединен с исполнительным патрубком упомянутого гидравлического исполнительного устройства, упомянутый плунжер способен перемещаться между исходным положением, в котором вода, находящаяся в упомянутом исполнительном патрубке, способна оказывать на упомянутый обтюратор давление, достаточное для удержания упомянутого обтюратора в первом положении, и рабочим положением, в котором по меньшей мере часть воды, находящейся в упомянутом исполнительном патрубке, опоражнивается из упомянутого исполнительного патрубка, за счет чего упомянутый обтюратор может перемещаться во второе положение.
Упомянутое исполнительное устройство преимущественно включает приводную штангу, при этом упомянутый плунжер имеет удлинитель, опирающийся на один конец приводной штанги, которая упруго продвигается в направлении исходного положения, соответствующего исходному положению упомянутого плунжера, в процессе перемещения упомянутая приводная штанга составляет единое целое с действующим обтюратором, который предотвращает опоражнивание воды из канала, выходящего в упомянутый исполнительный патрубок, когда упомянутая приводная штанга находится в исходном положении, и разрешает опоражнивание воды из упомянутого канала, когда упомянутая приводная штанга находится в упомянутом рабочем положении.
Упомянутый исполнительный канал предпочтительно доходит до первого паза в корпусе упомянутого гидравлического клапана, при этом в пазе находится упругая мембрана, отделяющая исполнительный канал от входного, выходного и вытяжного каналов, а один конец упомянутого датчика помещается в отверстии в упомянутой мембране.
В одном из вариантов осуществления изобретения упомянутый обтюратор выполнен в виде единого целого с датчиком, обтюратор способен входить во второй паз в корпусе клапана, до которого доходят входной, выходной и вытяжной каналы, обтюратор в первом положении опирается на первый край и препятствует циркуляции воды между входным каналом и упомянутым вторым пазом, а во втором положении опирается на второй край и препятствует циркуляции воды между упомянутым вторым пазом и вытяжным каналом.
В одном из вариантов осуществления изобретения упомянутое гидравлическое исполнительное устройство используют для приведения в действие механизма санитарного смыва.
Упомянутый механизм смыва представляет собой двухрежимный механизм смыва, упомянутое гидравлическое исполнительное устройство включает второй трехходовой гидравлический клапан, в который поступает вода из упомянутой системы водоснабжения и которым управляет упомянутый блок управления, приводное устройство включает два плунжера, каждый из которых приводит в действие один из гидравлических клапанов, упомянутое гидравлическое исполнительное устройство включает второй гидроцилиндр простого действия, в который через упомянутый второй клапан поступает вода и который обеспечивает приведение в действие упомянутого механизма опоражнивания путем подъема упомянутого запорного клапана, упомянутый второй цилиндр включает поршень, ход которого отличается от хода поршня упомянутого цилиндр, за счет чего запорный клапан поднимается на разную высоту, когда его поднимает упомянутый второй цилиндр и когда его поднимает упомянутый цилиндр.
В одном из вариантов осуществления изобретения упомянутое гидравлическое исполнительное устройство используют для приведения в действие механизма опоражнивания емкости, такой как ванна, умывальная раковина, биде или мойка.
Для лучшего понимания изобретения и других его задач, подробностей, характеристик и преимуществ далее подробно описан один из вариантов его осуществления в порядке чисто иллюстративного и не ограничивающего примера со ссылкой на приложенные чертежи.
На чертежах:
на фиг.1 показан упрощенный схематический вид гидравлического исполнительного устройства согласно одному из вариантов осуществления изобретения,
на фиг.2 показан упрощенный схематический вид в продольном разрезе приводного устройства и блока управления гидравлического исполнительного устройства, показанного на фиг.1,
на фиг.3 показан упрощенный схематический вид в продольном разрезе клапана гидравлического исполнительного устройства, показанного на фиг.1,
на фиг.4 показан упрощенный схематический вид спереди механизма смыва, приводимого в действие гидравлическим исполнительным устройством, показанным на фиг.1,
на фиг.5 показан упрощенный схематический вид сбоку механизма смыва, показанного на фиг.4,
на фиг.6 показан упрощенный схематический вид механизма смыва, показанного на фиг.4, в разрезе по линии VI-VI,
на фиг.7 показан упрощенный схематический вид в продольном разрезе трубного соединения гидравлического исполнительного устройства,
на фиг.8 показан вид, аналогичный виду на фиг.1, плунжера гидравлического исполнительного устройства в рабочем положении,
на фиг.9 показан вид, аналогичный виду на фиг.4, механизма смыва, приведенного в действие плунжером,
на фиг.10 показан вид механизма смыва, показанного на фиг.9, в разрезе по линии Х-Х,
на фиг.11 показан вид, аналогичный виду на фиг.4, механизма смыва, приведенного в действие вторым плунжером гидравлического исполнительного устройства, и
на фиг.12 показан вид механизма смыва, показанного на фиг.11, в разрезе по линии XII-XII.
На фиг.1 показано гидравлическое исполнительное устройство 1 для приведения в действие механизма 2 смыва. На фиг.1 показан только один гидроцилиндр 3 простого действия механизма 2 смыва. Исполнительное устройство 1 включает приводное устройство 4, блок 5 управления и клапан 6.
Далее со ссылкой на фиг.2 более подробно описаны приводное устройство 4 и блок 5 управления.
Приводное устройство 4 включает соединительную муфту 7, которая помещается в отверстии в крышке или в смывном бачке (не показан) и которую с помощью резьбового выступа 8 навинчивают на утопленную гайку (не показан). Такая соединительная муфта известна из уровня техники.
Приводное устройство 4 имеет плунжер 9, включающий осевой удлинитель 10, способный вдвигаться в резьбовой выступ 8. В одном из вариантов осуществления, который не показан, плунжер 9 может приводиться в действие нажимной кнопкой, гибкой мембраной или другим элементом в виде крышки.
Блок 5 управления имеет кожух 11, включающий манжету 12, имеющую, например, преимущественно цилиндрическую форму. Манжета 12 имеет кольцевой прилив 13, выступающий радиально внутрь. Прилив 13 способен взаимодействовать с кольцевой канавкой 14 для обеспечения храпового эффекта резьбового выступа 8. Таким образом, соединительная муфта 7 за счет упругой деформации входит в манжету 12 и затем фиксируется за счет храпового эффекта.
Внутри кожуха 11 помещается приводная штанга 15. Приводная штанга 15 имеет один конец 15а, упирающийся в нижнюю сторону удлинителя 10. Противоположный конец 15b приводной штанги 15 представляет собой колено 16, проходящее в направлении окружности кожуха 11.
Между нижней поверхностью 11а кожуха 11 и коленом 16 расположен лепесток 17, образующий пружину, которая толкает штангу 15 и тем самым удлинитель 10 в направлении исходного положения, в котором плунжер 9 выступает из соединительной муфты 7. Лепесток 17 выполнен, например, из стали или пластика. В показанном варианте осуществления центральная часть 17а лепестка 17 опирается на прилив 18 нижней поверхности 11а кожуха 11. Один конец 17b лепестка 17 опирается на колено 16. Противоположный конец 17с лепестка 17 опирается на колено 20 приводной штанги 21, функция которой подробно описана далее.
Блок 5 управления включает опору 22 для седла 22а. Опора 22 седла включает канал 23. Канал 23 соединен с исполнительным каналом 24 (фиг.1) клапана 6 исполнительным патрубком 25, который условно обозначен пунктирными линиями на фиг.1. Канал 23 способен сообщаться с опоражнивающим отверстием 26 в нижней поверхности 11a кожуха 11 посредством канавки 27, которая доходит до седла 22а. Опоражнивающее отверстие 26 выходит, например, в смывной бачок (не показан).
Колено 16 включает паз 28, который расположен справа от канавки 27 и в котором помещается обтюратор 29. В исходном положении лепесток 17 удерживает колено 16 в верхнем положении. В нем обтюратор 29 упирается в канавку 27 и блокирует сообщение между каналом 23 и опоражнивающим отверстием 26.
Далее со ссылкой на фиг.3 более подробно описан клапан 6.
Клапан 6 включает корпус 31 клапана. Исполнительный канал 24 доходит до паза 32 в корпусе 31 клапана.
Клапан 6 включает входной канал 33, который соединен со средством подачи воды (не показано). Клапан 6 включает выходной канал 34, который соединен с камерой 69 (фиг.1) цилиндра 3 патрубком 30, который условно обозначен пунктирными линиями на фиг.1. Клапан 6 включает вытяжной канал 36, который выходит, например, в смывной бачок.
В пазе 32 расположена упругая мембрана 37, которая отделяет исполнительный канал 24 от входного канала 33, выходного канала 34 и вытяжного канала 36. Мембрана 37 опирается на вытяжной патрубок 38, который вставлен в корпус 31 клапана. Кольцевое уплотнение 39 обеспечивает герметичность между корпусом 31 клапана и вытяжным патрубком 38. Пробка 40, навинченная на корпус 31 клапана, позволяет удерживать мембрану 37 в положении, прижатом к вытяжному патрубку 38.
Между исполнительным каналом 24 и входным каналом 33 расположен датчик 42 в целом цилиндрической формы, один конец 42а которого помещается в центральном отверстии 43 в мембране 37.
Через датчик 42 проходит продольное отверстие 44, которое не доходит до конца 42а. Отверстие 44 под прямым углом пересекается с отверстием 45. До отверстия 45 доходят две канавки 46, например, треугольного поперечного сечения. Таким образом, канал между канавками 46 и мембраной 37 рассчитан на то, чтобы значительно уменьшать расход потока между входным каналом 33 и исполнительным каналом 24.
Клапан 6 включает обтюратор 47, выполненный в виде единого целого с датчиком 42. Обтюратор 47 способен перемещаться в пазе 48 в корпусе 31 клапана между первым положением, показанным на фиг.1 и 3, и вторым положением, показанным на фиг.8. Входной канал 33, выходной канал 34 и вытяжной канал 36 выходят в паз 48. В первом положении обтюратор 47 опирается на край 50 входного канала 33 и препятствует циркуляции воды между входным каналом 33 и пазом 48. В нем обтюратор 47 расположен на определенном расстоянии от края 51 вытяжного патрубка 38, а между выходным каналом 34 и вытяжным канал 36 возможна циркуляция воды. Во втором положении обтюратор 47 опирается на край 51 и препятствует циркуляции воды между пазом 48 и вытяжным каналом 36. В нем обтюратор 47 расположен на определенном расстоянии от края 50, а между входным каналом 33 и выходным каналом 34 возможна циркуляция воды.
Далее со ссылкой на фиг.4-6 более подробно описан механизм 2 смыва.
Механизм 2 смыва включает переливной патрубок 53, который с возможностью перемещения установлен в кожухе (не показан). На нижний конец переливного патрубка 53 опирается головка 54 с плоским уплотнением по периметру, которая образует запорный клапан 56, взаимодействующий с колпачком 57.
Когда запорный клапан 56 расположен на определенном расстоянии от колпачка 57, вода из смывного бачка поступает в унитаз (не показан).
Механизм 2 смыва включает поплавок 58, который установлен на микрометрическом винте 59 для точной регулировки по высоте, который регулирует количество поступающей воды. Винт 59 включает верхнюю головку 60, а на его нижнем конце 59а находится шарнирное соединение 61 рычага 62, конец которого, противоположный шарнирному соединению 61, установлен с возможностью поворота вокруг неподвижной оси относительно кожуха. Рычаг 62 имеет утолщение 63, которое взаимодействует с кулачком 64 на переливном патрубке 53, что более подробно описано далее.
Цилиндр 3 включает корпус 66 и поршень 67, который прикреплен к штанге 68. Корпус 66 в сочетании с поршнем 67 образует камеру 69. Камера 69 включает подающее отверстие 70, которое соединено с выходным каналом 34 клапана 6 патрубком 30. Штанга 68 связана со сливом 53. На поршень 67 действует пружина (не показана) в направлении, в котором объем камеры 69 стремится уменьшаться, т.е. вниз, как показано на чертежах.
Далее со ссылкой на фиг.7 более подробно описано соединение патрубков 25 и 30. Патрубки 25 и 30 представляют собой гибкие пневматические патрубки. В блок 5 управления, клапан 6 и цилиндр 3, соответственно, встроены средства, обеспечивающие механическую опору и герметичность патрубков 25 и 30. Механическую опору обеспечивают две разъемные оболочки 95, которые захватывают патрубки 25, 30, соответственно. Разъемные оболочки 95 включают канавки 98 для фиксации патрубков 25, 30, соответственно. Внутри разъемных оболочек 95 помещается основная часть 97 воды. Кольцевое уплотнение 96 обеспечивает герметичность между патрубками 25, 30, соответственно, и частью 97.
Далее описано приведение в действие механизма 2 смыва исполнительным устройством 1.
В исходном положении (фиг.1-6) плунжер 9 находится в верхнем положении, т.е. выступает из соединительной муфты 7.
В этом положении обтюратор 29 прижат к канавке 27 лепестком 17 и препятствует циркуляции воды между каналом 23 и опоражнивающим отверстием 26. Замыкающий диаметр составляет, например, приблизительно 0,6 мм. Для обеспечения герметичности при испытательном давлении приблизительно 16 бар лепесток 17 оказывает на обтюратор 29 посредством колена 1 давление, соответствующее, например, от 200 до 300 г.
В этом положении вода, находящаяся в исполнительном патрубке 25, которая поступает через датчик 42, давит на верхнюю часть мембраны 37. За счет этого обтюратор 47 удерживается в первом положении через датчик 42. Камера 69 преимущественно пуста, и поршень 67 упруго удерживается в нижнем положении.
В результате, когда пользователь нажимает на плунжер 9, чтобы переместить его из этого положения вверх в рабочее положение, в котором плунжер находится преимущественно в плоскости соединительной муфты 7 (фиг.8), обтюратор 29 поднимается и выходит из канавки 27 по мере сжатия лепестка 17. Обтюратор 29 поднимается из канавки, например, приблизительно на 1-1,5 мм. В этом положении вода, находящаяся в исполнительном патрубке 25, опоражнивается через опоражнивающее отверстие 26, и давление на верхнюю часть мембраны 37 уменьшается. Под действием давления во входном канале обтюратор 47 и датчик 42 перемещаются вверх во второе положение обтюратора 47 (фиг.8). В нем камера 69 цилиндра 3 заполняется водой из выходного канала 34, в который поступает вода из входного канала 33. Поршень 67 и штанга 68 плавно входят в корпус 66 цилиндра, в результате чего переливной патрубок 53 перемещается вверх и клапан 56 открывается. Клапан 56 отстоит от седла колпачка 57 по высоте, например, приблизительно на 20 мм.
В то же время кулачок 64 плавно перемещается по утолщению 63 рычага 62, пока утолщение 63 не окажется под заплечиком 72, который образован кулачком 64 (фиг.9 и 10). Поплавок 58, который толкает винт 59 вверх, обеспечивает наклон рычага 62.
Когда пользователь отпускает плунжер 9, обтюратор 29 начинает перемещаться под действием лепестка 17 до тех пор, пока он не упрется в седло 22а. В этом положении обтюратор 29 упирается в канавку 27 и препятствует циркуляции воды между каналом 23 и опоражнивающим отверстием 26. Давление воды, находящейся в исполнительном патрубке 25, повышается, что приводит к деформации мембраны 37. Обтюратор 47 поднимается в первое положение. В этом положении обтюратор 47 препятствует циркуляции воды между входным каналом 33 и выходным каналом 34, но не препятствует циркуляции воды между выходным каналом 34 и вытяжным каналом 36. За счет этого вода, находящаяся в камере 69 цилиндра 3, поступает в смывной бачок. Ее поток прекращается, когда камера 69 опоражнивается, что соответствует нижнему положению поршня 67.
Поплавок 58 перекрывает переливной патрубок 53 и затем открывает его после снижения уровня воды в бачке. Когда поплавок 58 опускается, рычаг 62 поворачивается. Затем утолщение 63 снова отходит от заплечика 72, и переливной патрубок 53 свободно падает, прерывая опоражнивание.
Таким образом, чтобы привести в действие механизм 2 смыва, пользователь должен лишь приложить определенное усилие, позволяющее обтюратору 29 перемещаться. В этом случае за счет давления в водной системе слив 53 поднимается. Иными словами, когда пользователь прикладывает относительно небольшое усилие к плунжеру 9, за счет давления в водной системе генерируется бóльшее усилие, позволяющее привести в действие механизм 2 смыва. Таким образом, давление в водной системе способствует приведению в действие механизма смыва. За счет этого исполнительное устройство 1 позволяет уменьшить усилие и ход плунжера 9 и упростить его передачу механизму 2 смыва. Соединение плунжера 9 с механизмом 2 смыва является очень гибким и может иметь большую длину, что облегчает установку исполнительного устройства 1.
Ход плунжера 9 составляет, например, приблизительно 1,5 мм. За счет небольшого хода диаметр плунжера 9 не требуется подгонять к диаметру отверстия в крышке бачка, которое обычно составляет 40 мм. За счет этого можно использовать плоскую муфту очень большого диаметра, чтобы оставить больше пространства для штифтов. Это дает возможность выбирать различные варианты выполнения узла соединительная муфта-плунжер. Например, узел соединительная муфта-плунжер может помещаться в герметичном гибком корпусе с выступом, соответствующим верхнему положению плунжера. Другим решением является использование гибкой цветной кнопочной панели типа кнопочной панели электронного управляющего устройства.
Механизм 2 смыва, показанный на фиг.1-12, является так называемым двухрежимным механизмом смыва, т.е. он позволяет опоражнивать два различных объема воды на усмотрение пользователя.
Плунжер 9 является так называемым плунжером слабого смыва. Приводное устройство 4 имеет второй, так называемый плунжер 80 сильного смыва, который включает осевой удлинитель 81, способный вдвигаться на резьбовой выступ 8.
Приводная штанга 21 включает один конец 21а, упирающийся в нижний край удлинителя 81. Противоположный конец 21b приводной штанги включает колено 20, которое проходит в направлении окружности кожуха 11.
Блок 5 управления включает вторую опору 82 для седла 82а. Опора 82 седла включает канал 83. Канал 83 соединен исполнительным патрубком (не показан) с исполнительным каналом второго клапана (не показан). Канал 83 способен сообщаться с опоражнивающим отверстием 84 в нижней поверхности 11a кожуха 11 посредством канавки 85, которая доходит до седла 82а. Опоражнивающее отверстие 84 выходит, например, в смывной бачок.
Колено 20 включает паз 86, который расположен справа от канавки 85 и в котором помещается клапан 87. В исходном положении лепесток 17 удерживает колено 20, прижатым к седлу 82а. В этом положении клапан 87 упирается в канавку 85 и блокирует сообщение между каналом 83 и опоражнивающим отверстием 84.
Клапан, соединенный с плунжером 80 сильного смыва, аналогичен клапану 6.
Механизм 2 смыва включает поплавок 90 сильного смыва, способный поворачиваться вокруг неподвижной оси В относительно корпуса и установленный на одной стороне, преимущественно диаметрально противоположно поплавку 58 слабого смыва относительно переливного патрубка 53. Поплавок 90 расположен ниже поплавка 58. Поплавок 90 имеет утолщение 91, которое взаимодействует с кулачком 92 на переливном патрубке 53. Утолщение 63 расположено ниже утолщения 91.
Механизм 2 смыва включает второй цилиндр 93, аналогичный цилиндру 3. Ход поршня сильного смыва больше, чем ход поршня 68 слабого смыва, за счет чего поршень сильного смыва способен поднимать клапан 56 на большую высоту.
Механизм 2 смыва приводят в действие путем нажатия на плунжер 80 аналогично тому, как приводят в действие механизм 2 смыва путем нажатия на плунжер 9.
В этом случае утолщение 91 останавливается под заплечиком 94 кулачка 92, за счет чего поплавок 90 сильного смыва перекрывает переливной патрубок 53. Переливной патрубок 53 перемещается в более высокое опоражнивающее положение, которое соответствует опоражниванию с сильным смывом. Клапан 56 отстоит от седла колпачка 57 по высоте, например, приблизительно на 26 мм. Как и ранее, переливной патрубок 53 открывается только, когда уровень воды в бачке освобождает поплавок 90, который поворачивается и перемещает утолщение 91 от кулачка 92. Затем переливной патрубок 53 резко падает в блокирующее положение после опоражнивания количества воды, соответствующего сильному смыву.
Возможны другие варианты. Например, исполнительное устройство 1 может использоваться для приведения опоражнивания одинарных или моек ванн, умывальных раковин, биде или любого иного санитарно-технического оборудование, для которого необходим приводимый в действие механизм опоражнивания.
Хотя изобретение описано применительно к одному частному варианту осуществления, он никоим образом не ограничен им и включает все технические эквиваленты описанных средств, а также их сочетания, если они входят в объем изобретения.
Реферат
Гидравлическое исполнительное устройство (1) для приведения в действие механизма опоражнивания (2) содержит приводное устройство (4) с плунжером(ами) (9, 80), блок (5) управления, по меньшей мере, один трехходовый гидравлический клапан (6), и по меньшей мере, один гидроцилиндр (3) простого действия с одним трехходовым гидравлическим клапаном (6). Блок (5) управления может быть объединен с приводным устройством (4). В трехходовый гидравлический клапан (6) вода поступает из водопроводной сети. Трехходовым гидравлическим клапаном (6) гидравлически управляет блок (5) управления. Гидроцилиндр (3) простого действия с одним трехходовым гидравлическим клапаном (6) обеспечивает приведение в действие упомянутого механизма опоражнивания путем подъема запорного клапана. Каждый плунжер (9, 80), взаимодействующий с одним трехходовым гидравлическим клапаном (6), взаимодействует с одним гидроцилиндром (3) простого действия. Такая конструкция позволяет ограничивать давление, которое пользователь должен прилагать к плунжеру(ам), чтобы осуществить опоражнивание. 8 з.п. ф-лы, 12 ил.
