смеситель жидкостей с бесконтактным управлением

Классы МПК:F16K11/10 с двумя или более запорными элементами, не движущимися как одно целое 
F16K31/05 для ручного управления клапанами или для комбинированного управления с помощью двигателя и вручную 
Патентообладатель(и):Харитонов Петр Тихонович (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2005-03-10
публикация патента:

Изобретение относится к оборудованию для медицинских учреждений и предназначено для использования в бытовой водоразборной арматуре, в вагонах поездов и в пассажирских самолетах, а также в смесительной производственной арматуре для смешения двух и более жидких компонентов. Смеситель содержит корпус с двумя входными и одним выходным патрубком, запорные органы со штоками. В устройство введены два бесконтактных датчика близости, электромагниты по числу входных патрубков. Сердечники электромагнитов соосно соединены со штоками и запорными органами. Ручные приводы оснащены фиксаторами штоков. Питание электромагнитов подается через введенные в устройство силовые ключи, управляемые от датчиков близости. Изобретение позволяет повысить удобство пользования водоразборной арматурой, расширить функциональные возможности при обеспечении бесконтактного управления устройством. 4 з.п. ф-лы, 7 ил. смеситель жидкостей с бесконтактным управлением, патент № 2313712

смеситель жидкостей с бесконтактным управлением, патент № 2313712 смеситель жидкостей с бесконтактным управлением, патент № 2313712 смеситель жидкостей с бесконтактным управлением, патент № 2313712 смеситель жидкостей с бесконтактным управлением, патент № 2313712 смеситель жидкостей с бесконтактным управлением, патент № 2313712 смеситель жидкостей с бесконтактным управлением, патент № 2313712 смеситель жидкостей с бесконтактным управлением, патент № 2313712

Формула изобретения

1. Смеситель жидкостей с бесконтактным управлением, содержащий корпус с двумя входными и одним выходным патрубками, запорными органами со штоками, перемещающимися возвратно-поступательно от ручных приводов, совмещенных со штоками, отличающийся тем, что в устройство введены два бесконтактных датчика близости, электромагниты по числу входных патрубков, сердечники электромагнитов соосно соединены со штоками и запорными органами, а ручные приводы оснащены фиксаторами штоков, причем питание электромагнитов подается через введенные в устройство силовые ключи, управляемые от датчиков близости.

2. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что каждый силовой ключ содержит последовательно включенные пороговый элемент, элемент выделения переднего фронта, одновибратор, дизьюнктор и ключевой усилитель, причем второй вход дизьюнктора подключен к выходу порогового элемента параллельно с элементом выделения переднего фронта.

3. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что число входных патрубков, штоков, запорных органов, ручных приводов и силовых ключей увеличено до трех, причем вход третьего силового ключа подключен к выходам пороговых элементов первого и второго силовых ключей через введенный в устройство пятипозиционный переключатель, к первому входу которого подключен выход коньюнктора, ко второму и третьему входам переключателя подключены выходы пороговых элементов первого и второго силовых ключей соответственно, к четвертому входу переключателя подключен выход дизьюнктора, пятый вход переключателя соединен с нулевым проводом, а входы введенных в устройство дизьюнктора и коньюнктора подключены к выходам пороговых элементов первого и второго силовых ключей, а выход одновибратора третьего силового ключа подключен ко входам элементов запрета, введенных в первый и второй силовые ключи между дизьюнкторами и ключевыми усилителями.

4. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что третий силовой ключ содержит кроме одновибратора и ключевого усилителя элемент регулировки длительности импульса, формируемого одновибратором.

5. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что число входных патрубков, штоков, запорных органов, ручных приводов и силовых ключей увеличено до четырех, причем четвертый силовой ключ содержит последовательно включенные коньюнктор нулевых сигналов с выходов дизьюнкторов первого и второго силовых ключей, одновибратор и ключевой усилитель, а одновибратор содержит элемент регулировки длительности импульса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для медицинских учреждений, может также использоваться в бытовой водоразборной арматуре и позволяет повысить удобство пользования водоразборной арматурой, а также расширить функциональные возможности устройства.

Известен водосмеситель для медицинских учреждений и лиц с ограниченными физическими возможностями, который содержит краны регулировки подачи горячей и холодной воды. Открывание подачи смеси в выходной патрубок производится дополнительным рычагом. Необходимость контактного управления рычагом подачи смеси сужает функциональные возможности этого аналога. Другим известным техническим решением является водоразборный кран (1), содержащий корпус с двумя входными и одним выходным патрубком, а также шток, регулирующий соотношение горячей и холодной воды в смеси, поворотную втулку, регулирующую интенсивность подачи смеси в выходной патрубок.

Наиболее близким известным техническим решением является смеситель (2), содержащий корпус с двумя входными и одним выходным патрубками, с двумя запорными органами, перемещающимися возвратно-поступательно, а также размещенные на штоках ручные приводы с возможностью перекрытия входных патрубков.

Недостатками известных технических решений являются:

смеситель жидкостей с бесконтактным управлением, патент № 2313712 необходимость механического воздействия на ручные приводы для управления подачей смеси в выходной патрубок;

смеситель жидкостей с бесконтактным управлением, патент № 2313712 отсутствие возможности дозированной подачи в выходной патрубок моющей жидкости в процессе подачи смеси;

смеситель жидкостей с бесконтактным управлением, патент № 2313712 отсутствие бесконтактного управления пользователем выбором

вариантов подачи либо смеси горячей и холодной воды, либо смеси этих жидкостей.

Целью изобретения является повышение удобства пользования и расширение возможностей устройства путем обеспечения бесконтактного управления его работой. Для достижения цели штоки с запорными органами размещены во введенных в устройство электромагнитах, ход каждого штока с запорными органами регулируется ручными приводами, снабженными фиксаторами и рамещенными на резьбовых наконечниках корпусов электромагнитов.

Конструкция устройства изображена на Фиг.1 /разрез по центральной плоскости/, на Фиг.2 изображен вид устройства спереди, на Фиг.3 приведена структурная схема бесконтактного управления смесителем двух жидкостей, на Фиг.4 показана структура одного из силовых ключей 42 или 43. На Фиг.5 показана конструкция смесителя трех жидкостей, на Фиг.6 изображена структура схемы управления смесителем трех жидкостей, а на Фиг.7 показан вариант структурной схемы управления смесителем с четырьмя входными патрубками.

Смеситель Фиг.1 содержит корпус 1 с выходным отверстием 2, входными каналами 3 и 4, входными отверстиями 5 и 6. Подача воды в каналы 3 и 4 перекрывается запорными органами 7 и 8, которые закреплены на сердечниках 9 и 10 вместе с мембранами 11 и 12, которые в свою очередь герметично поджаты по контуру к боковым резьбовым отводам корпуса 1. В сердечники 9 и 10 ввернуты штоки 13 и 14 с упорами 15 и 16. Запорные органы 7 и 8 поджаты к коллектору 1 пружинами 17 и 18 и ручными приводами 19 и 20 при их полностью завернутом состоянии.

Смеситель может работать в режимах ручного и бесконтактного управления подачей жидкостей по каждому входу, в зависимости от положения фиксаторов 21 и 22. На Фиг.1 положение фиксаторов соответствует режиму ручного управления. В этом режиме при вращении ручных приводов 19 или/и 20 обеспечивается принудительное перемещение запорных элементов 7 и 8 и задание интенсивности потока жидкостей со входных отверстий 5 и 6. При этом разделительные мембраны 11 и 12 предотвращают попадание жидкости за пределы входных каналов 3 и 4. Дренажные отверстия 23 и 24 служат для стекания остатков жидкости из подмембранного пространства в каналы 3 и 4. Мембраны 11 и 12 поджаты к корпусу 1 корпусами 25 и 26 электромагнитов, в которых размещены обмотки 27 и 28 электромагнитов. На резьбовые наконечники корпусов 25 и 26 навернуты ручные приводы 19 и 20.

В режиме бесконтактного управления работой смесителя фиксаторы 21 и 22 выведены из зацепления с упорами 15 и 16. При этом запорные элементы будут поджаты к седлам корпуса 1 пружинами 17 и 18 независимо от положения ручных приводов 19 и 20. Для подачи жидкости в каналы 3 и 4 необходимо подключить обмотки 27 и 28 к источнику питания. В этом случае сердечники 9 и 10 будут втянуты внутрь обмоток 27 и 28 до соприкосновения упоров 15 и 16 с углублениями в приводах 19 и 20. Интенсивность потоков жидкости задана положением ручек 19 и 20. После отключения питания от обмоток 27 и 28 сердечники 9 и 10 с запорными элементами 7 и 8 возвратятся в нижнее положение до упора в седла корпуса 1 за счет усилия пружин 17 и 18. С целью снижения магнитного сопротивления внутрь корпусов 25 и 26 введены втулки 29 и 30, а подвижная часть электромагнитов снабжена дисковыми якорями 31 и 32. Кроме того, в верхней части корпусов 25 и 26 запрессованы стопы 33 и 34, а торцы элементов 9, 10, 33 и 34 выполнены конусообразными. Уплотнительные кольца 35 и 36 мембран 11 и 12 поджаты к корпусу кольцами 37 и 38.

Бесконтактное управление смесителем обеспечивают датчики 39 и 40 близости (см. Фиг.2), размещенные на корпусе 1 снизу. При приближении рук к датчику 39 обеспечивается подача жидкости из отверстия 5, при приближении руки к датчику 40 подается жидкость из отверстия 6, а при срабатывании обоих датчиков в патрубок 41 подается смесь жидкостей в пропорции, заданной положением ручных приводов 19 и 20. Схема связей элементов бесконтактного управления приведена на Фиг.3. Датчики близости 39 и 40 подключены ко входам силовых ключей 42 и 43 соответственно. Ключи 42 и 43 обеспечивают подачу тока от источника 44 в обмотки 27 и 28 устройства при приближении рук к датчикам 39 и 40 и под выходной патрубок 41.

Структура каждого из силовых ключей имеет вид, приведенный на Фиг.4. Каждый ключ содержит пороговый элемент 45, элемент выделения знакоперемен 46, одновибратор 47, элемент 2 ИЛИ 48 и ключевой усилитель 49. При срабатывании датчика 39 или 40 на выходе элемента 45 формируется сигнал U2, знакоперемены этого сигнала выделяются элементом 46, с выхода которого запускается одновибратор 47, от выходного сигнала которого через элементы 48 и 49 обеспечивается подача тока питания в обмотку 27 или 28. При удалении рук от датчиков 39 и 40 за счет одновибратора 46 обеспечивается задержка отключения тока питания обмоток 27 и 28, а значит и подачи жидкости, на 1-2 сек.

Возможна дозированная подача моющей жидкости в выходной патрубок 41 путем дополнения устройства третьим входным патрубком, запорным органом со штоком, ручным приводом и электромагнитом, присоединенных к устройству в соответствии с Фиг.5. К входному патрубку 50 присоединены электромагнит 51 с ручным приводом 52 и соединительный патрубок 53 с емкостью 54, заполненной моющей жидкостью. Управление электромагнитом 51 обеспечивается изображенной на Фиг.6 схемой. К выходам 55 и 56 элементов 45 силовых ключей 42 и 43 подключены входы элементов 57 2 И и элемента 58 2 ИЛИ. Время подачи жидкости из емкости 54 задано одновибратором 59 с элементом 60 регулировки длительности импульса. Выходной сигнал одновибратора 59 усиливается ключевым усилителем 61 и обеспечивает срабатывание электромагнита 51. Варианты запуска одновибратора 59 задаются переключателем 62:

1 - по совпадению сигналов U0 на выходах элементов 45 /подача смеси жидкостей/;

2 - по сигналу U0 из элемента 43 /подача горячей воды/;

3 - по сигналу U0 из элемента 42 /подача холодной воды/;

4 - по любому из сигналов U0 с элементов 42 или 43;

5 - запрещение запуска.

Элемент 60 позволяет потребителю дозировать время подачи моющей жидкости. Введенные в силовые ключи 42 и 43 элементы запрета 64 и 65, управляемые с вывода 63 одновибратора 59 обеспечивают блокировку подачи жидкостей из первого и второго входных патрубков на время подачи моющей жидкости из емкости 54 через элементы 50 и 51.

Предложенное техническое решение обеспечивает возможность работы смесителя в любом из следующих режимов.

Режим 1. Ручное управление. Фиксаторы 21 и 22 введены в зацепление со штоками 13 и 14. Подача горячей и холодной воды обеспечивается вращением ручных приводов 19 и 20.

Режим 2. Бесконтактное управление подачей смеси. Фиксаторы 21 и 22 выведены из зацепления со штоками 13 и 14. Подача смеси или горячей или холодной воды обеспечивается приближением рук к датчикам 39 и/или 40.

В каждом из этих режимов возможны все варианты с использованием моющей жидкости при наличии в составе устройства элементов Фиг.5.

При необходимости подачи в выходной патрубок после моющей или иной жидкости еще и дезинфицирующего раствора, устройство может быть выполнено с четвертым входным патрубком с электромагнитным и ручным приводом и с емкостью для дезинфицирующей жидкости, а также комплектом элементов 66...72, соединенных в соответствии со структурной схемой Фиг.7. В этом варианте к выходам 66 и 67 ключей 42 и 43 подключен коньюнктор нулевых сигналов 68, с выхода которого запускается одновибратор 69 с элементом 70 регулировки длительности импульса. К выходу одновибратора 69 через ключевой усилитель 71 подключена обмотка 72 четвертого электромагнита, открывающего подачу дезинфицирующей жидкости в выходной патрубок 41 устройства. Время подачи этой жидкости определяется длительностью импульса одновибратора 69 и может быть изменено пользователем с помощью элемента 70.

В целом предложенное устройство обладает широкими функциональными возможностями, что позволяет его использовать в медицинских учреждениях, для личной гигиены в домашних условиях, а также для личной гигиены сотрудников на вредных производствах или лицами с ограниченными физическими возможностями.

Источники информации.

1. Водоразборный кран. Авт. свид. СССР №1643839, F16K 11/00, БИ №15, 1991 г.

2. Смеситель. Авт. свид. СССР №1634917, F16К 11/04, БИ №10, 1991 г.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2313712

patent-2313712.pdf

Класс F16K11/10 с двумя или более запорными элементами, не движущимися как одно целое 

клапан трехходовой -  патент 2502005 (20.12.2013)
фонтанная арматура -  патент 2494301 (27.09.2013)
распределитель пылегазового потока -  патент 2456496 (20.07.2012)
кран "валента" -  патент 2362935 (27.07.2009)
трехходовой клапан с независимыми четвертьоборотными выпускными отверстиями -  патент 2332605 (27.08.2008)
многоходовой клапан для санитарной арматуры -  патент 2267049 (27.12.2005)
трехходовой клапан -  патент 2194899 (20.12.2002)
кран-смеситель медицинский -  патент 2185559 (20.07.2002)
воздухораспределитель -  патент 2162195 (20.01.2001)
водопроводный смеситель -  патент 2155288 (27.08.2000)

Класс F16K31/05 для ручного управления клапанами или для комбинированного управления с помощью двигателя и вручную 

устройство перевода на ручное управление для линейных приводов -  патент 2523458 (20.07.2014)
силовая ступень для ручного привода трубопроводной арматуры -  патент 2416051 (10.04.2011)
система ручного и автоматического привода для клапана и комплектующий набор для них -  патент 2406905 (20.12.2010)
клапан герметический вентиляционный защитный -  патент 2386877 (20.04.2010)
электропривод запорной арматуры -  патент 2366848 (10.09.2009)
электропривод запорной арматуры -  патент 2364780 (20.08.2009)
резервированный запорный магистральный электропневматический клапан модульного исполнения для встроенного монтажа, высоких давлений и температур -  патент 2350813 (27.03.2009)
резервированный запорный магистральный клапан модульного исполнения для встроенного монтажа, высоких давлений и температур -  патент 2347124 (20.02.2009)
электроприводной исполнительный механизм вентиля (варианты) -  патент 2334152 (20.09.2008)
привод с комбинированным управлением от электродвигателя и вручную -  патент 2332607 (27.08.2008)
Наверх