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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Mischen von strömenden Medien in veränderlichen Mischungsverhältnissen und zum plötzlichen Verändern des Mischungsverhältnisses, insbesondere zur Erzielung des sogenannten Impulsduschens, mit wenigstens zwei, je mit einem Ventil versehenen Einlässen, die in eine Mischkammer münden, von der ein Auslass wegführt.
Es ist oft wünschenswert, z. B. das Mischungsverhältnis zwischen zwei oder mehreren strömenden Medien auf automatische Weise regeln zu können. Beispielsweise verwendet man zum Mischen von heissem und kaltem Wasser gewöhnlich einen sogenannten Mischer, der aus einem Doppelventil besteht, bei dem die Abflusskanäle für das heisse und das kalte Wasser beide beispielsweise servogesteuert werden können, um das gewünschte Mischungsverhältnis zu erhalten. Eine solche Anordnung erfüllt jedoch nicht die Anforderungen, um das Mischungsverhältnis plötzlich ändern zu können, und sie erlaubt auch nicht die Anwendung einer entsprechenden Technik, um z. B. eine Strömungsregelung bei sogenannten Impulsduschanlagen und in ähnlichen technischen Zusammenhängen zu erzielen.
Impulsduschanlagen arbeiten in der Weise, dass gewöhnliches, durch Mischung temperiertes Wasser von beispielsweise Körpertemperatur einer Duschdüse zugeführt und dieser Zufluss von temperiertem Wasser periodisch kurzzeitig, beispielsweise für einen Zeitraum von 0, 5 bis 2 sec, unterbrochen wird, wobei während dieser kurzen Zeit kaltes Wasser zugeführt wird. Eine solche Strömungsregelung stellt besondere Anforderungen an die Einrichtung zur Regelung der Zuflüsse.
Die Erfindung bezweckt, das aufgezeigte Problem auf einfache Weise zu lösen. Gegenstand der Erfindung ist demnach eine Anordnung, die hochgestellte Anforderungen bei der Regelung von strömenden Medien erfüllt.
Die erfindungsgemässe Anordnung besteht darin, dass jedes Ventil an je einen Arbeitskreis eines Multivibrators mit einstellbaren Pulslängen angeschlossen ist, deren Dauer kürzer als die mechanische Reaktionszeit der Ventile für vollständiges öffnen ist, wobei sich ein durch einen Puls beeinflusstes Ventil nur teilweise schliesst, ehe der folgende Puls von neuem das Ventil beeinflusst, und dass der Multivibrator von einem Steuergerät derart gesteuert ist, dass er abwechselnd in wirksamen und unwirksamen Zustand überführt wird, wobei während des unwirksamen Zustandes nur ein Ventil in die Offenstellung gebracht ist und das andere Ventil in der Schliessstellung verbleibt, und wobei der genannte unwirksame Zustand wenigstens eine solche Dauer hat,
dass im Auslass im wesentlichen ein gleichförmiger Strömungsabschnitt des aus dem offenen Einlass zuströmenden Mediums entsteht. Dadurch ist es nicht nur möglich, das Mischungsverhältnis zwischen den zugeführten Medien stufenlos zu verändern, sondern es kann das Mischungsverhältnis auch plötzlich verändert werden, so dass während eines beliebig einstellbaren, meist kurzen Zeitintervalls nur das durch einen Einlass zuströmende Medium durch den Auslass austritt.
Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Anordnung möglich. So werden vorzugsweise Magnetventile verwendet, die auf einfache Weise durch mit Transistoren versehene Steuerkreise der Multivibratorschaltung betätigt werden können. Zur weiteren Regelung der Temperatur der ausströmenden vermischten Medien kann ein Thermistorstromkreis vorgesehen sein, und auch das weitere Steuergerät, welches die plötzlichen Veränderungen des Mischungsverhältnisses bewirkt, kann verhältnismässig einfach unter Verwendung von zwei Transistoren aufgebaut sein. Schliesslich kann eine weitere Mischkammer mit eigenen Magnetventilen vorgesehen sein, die zur Erzielung eines Wechsels zwischen den zugeführten strömenden Medien unabhängig von den beiden Magnetventilen der ersten Mischkammer durch das Steuergerät gesteuert werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen zu entnehmen, die in den Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigt Fig. l eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Anordnung in Form eines Blockschemas, die für sogenannte Impulsduschanlagen geeignet ist, und Fig. 2 das Schaltschema der zugehörigen elektrischen Schaltung. In den Fig. 3 und 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei Fig. 3 das Blockschema einer abgewandelten Ausführungsform der erfmdungsgemässen Anlage und Fig. 4 die zugehörige elektrische Schaltung zeigt.
Die Anordnung nach Fig. l besteht aus Magnetventilen--SK und SV--, die an eine Kaltwasserleitung --K-- bzw. an eine Heisswasserleitung-V-angeschlossen sind. Die Auslässe der Magnetventile sind direkt mit einer kleinen Mischkammer-B-zusammengebaut, die mit einer Auslassleitung-U-versehen ist. Die Auslässe der Magnetventile--SK, SV-sind in der Mischkammer gegeneinander gerichtet, um ein turbulentes Mischen zu erzielen. In der Auslassleitung-U-ist ein Temperaturfühler-TH1-angeordnet, der mit einem Multivibrator-ST-elektrisch verbunden ist.
Mit dem Multivibrator-ST-sind weiterhin die Magnetventile-SK und SV-sowie ein Steuergerät-KT-elektrisch verbunden, welches eine Schaltung zur Steuerung des Multivibrators aufweist, wie nachfolgend näher beschrieben wird. Der Multivibrator-ST-ist über einen Schalter--Sl--an eine geeignete Stromquelle angeschlossen.
Die Magnetventile--SK und SV--sind als sogenannte indirekt wirkende Ventile ausgeführt. Solche Ventile weisen im Ventilverschlussstück einen kleinen Entlastungskanal auf, der durch einen magnetbetätigten Kolben geöffnet und geschlossen werden kann. Der Leitungsdruck wird dabei zur Erzielung des erforderlichen Dichtungsdruckes des Ventilverschlussstückes in dessen Schliesslage verwendet. Wenn die den Kolben betätigende elektrische Spule erregt wird, öffnet der Kolben den Entlastungskanal, so dass der an der Oberseite des Ventilverschlussstückes herrschende Druck auf die Auslassseite des Ventils hin abgebaut wird. Dadurch entsteht
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ein unausgeglichenes Druckverhältnis und das Ventilverschlussstück hebt sich von seinem Sitz ab, so dass der Hauptdurchflusskanal geöffnet wird.
Ventile dieser Art benötigen nur eine geringe elektromagnetische Betätigungskraft und eignen sich daher besonders gut zur Zusammenschaltung mit elektronischen Regelkreisen.
Ausserdem ist die Reaktionszeit dieser Ventile besonders kurz, wobei vom geschlossenen bis zum offenen Zustand Werte von nur etwa 0, 1 sec erreichbar sind. Diese Art von Magnetventilen ist an sich bekannt.
Bei der sogenannten Impulsduschenbehandlung soll, wie einleitend erwähnt wurde, der Patient Duschstrahlen von temperiertem Wasser ausgesetzt werden, die in längeren oder kürzeren Zeitabständen von Kaltwasserstrahlen unterbrochen werden. Die Intervalleinteilung kann so vorgenommen werden, dass das temperierte Wasser während einer Zeit von 2 sec abgegeben wird, worauf ein Zeitraum von 1/2 sec kaltem Wasser folgt, an welchen sich eine neue 2 sec lang dauernde Periode mit temperiertem Wasser anschliesst usw. Es hat sich als zweckmässig erwiesen, die Intervallänge für das temperierte Wasser fest einzustellen und die Länge der Kaltwasserintervalle nach Wunsch regelbar auszuführen.
Die genannte Wirkungsweise einer Duschenanlage kann mit der in Fig. 2 dargestellten Schaltung des Multivibrators--ST--und des Steuergerätes--KT--erreicht werden. Dabei ist zu beachten, dass die Mischkammer-B-nicht so gross sein darf, dass die Kaltwasserintervalle hinsichtlich der Temperatur wesentlich von dem in der Kammer verbliebenen temperierten Wasser beeinflusst werden.
Die in Fig. 2 gezeigte Schaltung umfasst vier Transistoren--T1 bis T4--. Die Stromzufuhr zu den Transistoren erfolgt von einer Stromquelle aus, wobei in eine Leitung ein Gleichrichter --D1-- und in die andere Leitung ein Schalter--Sl--eingeschaltet ist. Zwischen die beiden Leitungen ist ein Glättungskondensator--Cl--geschaltet. Die mit dem Schalter--S l--versehene Leitung ist die positive
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während die andern Klemmen der Spulen mit den Kollektoren der Transistoren-T3 und T4-verbunden sind. Die Spule des Magnetventils--SK--ist über eine Diode --D2-- an den Kollektor des Transistors - angeschlossen.
Die Emitter der Transistoren-T3 und T4-- sind beide mit dem Kollektor des Transistors--T2--verbunden, wobei dieser Kollektor über einen Kondensator --C2-- und einen dazu in Serie geschalteten einstellbaren Widerstand-R3-auch mit der Basis des Transistors--Tl--in Verbindung
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beim niedrigsten Widerstandswert öffnet.
An die Zuleitungen der Transistoren-T3 und T4-sind in bekannter Weise Stromausgleichswiderstände --R4, R5 und R6, R7--für deren Basen angeschlossen. Der Kollektor des Transistors --T3-- ist über einen Kondensator --C3-- und einen Widerstand-R9-mit der Basis des Transistors --T4-- verbunden. Mit dem Widerstand-R9-ist der in Fig. 1 mit--TH1-bezeichnete Temperaturfühler parallelgeschaltet, welcher im Ausführungsbeispiel aus einem temperaturabhängigen Widerstand, also aus einem sogenannten
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Verstellung in entgegengesetzten Richtungen wirkt. Die Transistoren--T3 und T4--bilden zusammen den Multivibrator--ST--.
Die beschriebene Schaltung funktioniert in folgender Weise, wobei angenommen wird, dass der Schalter - -S2-- geschlossen und der Kondensator --C2-- nicht aufgeladen ist :
Beim Schliessen des Schalters--Sl--wird der Transistor --T1-- leitend, wobei er zwar nicht vollen Strom erhält, jedoch genug, um die Schaltung wirksam zu machen. Sobald der Transistor --T1-- leitend wird, tritt am Kollektor eine positive Spannung auf und die Spule des Magnetventils-SK-wird erregt.
Durch die positive Spannung am Kollektor des Transistors--Tl-erhält die Basis des Transistors --T2-- über den
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eine positive Spannung entsteht, wobei der Kondensator --C2-- über die Transistoren-T3 und T4-und die Spulen der Magnetventile aufgeladen wird. Der Strom ist jedoch zu klein, um die Transistoren --T3 und T4-- in Funktion zu setzen. Die Aufladezeit des Kondensators --C2-- ist mit Hilfe des einstellbaren Widerstandes-R3-regelbar. Dadurch, dass die positive Spannung an der Basis des Transistors --T1-zufolge der Aufladung des Kondensators--C2--zunimmt, wird die Basis bei einem bestimmten Aufladezustand des Kondensators --C2-- blockiert und der Transistor --T1-- nichtleitend.
Der Kollektor des Transistors-Tl-nimmt dabei ein negatives Potential an, desgleichen die über den Widerstand-R2angeschlossene Basis des Transistors-T2-, worauf der Transistor --T2-- unmittelbar leitend wird. Hiebei werden die beiden Transistoren--T3 und T4--mit Betriebsspannung gespeist.
Es wird nun davon ausgegangen, dass die Widerstände --R8 und R9-- auf ihre mittleren Werte eingestellt sind und dass die vorliegenden Aufladezustände der Kondensatoren--C3 und C4--derart sind, dass der
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Transistor --T3-- zuerst leitend wird. Hiebei nimmt die Spannung am Kollektor des Transistors --T3-- in positiver Richtung zu, wobei gleichzeitig der Strom durch die Spule des Magnetventils-SK-fliesst und der Kondensator --C3-- positiv geladen wird. Der Aufladestrom durch die Widerstände --R9 und R7--erzeugt dabei ein positives Potential an der Basis des Transistors--T4--, so dass dieser während des Aufladeverlaufes nichtleitend bleibt.
Nach Beendigung der Aufladung kehrt die Basis des Transistors --T4-- zu einer Normalspannung zurück, bei welcher der Transistor --T4-- leitend wird. Nun fliesst Strom durch den Transistor --T4-- und somit durch die Spule des Magnetventils--SV--, so dass das Magnetventil im Sinne einer Öffnung gesteuert wird. Gleichzeitig steigt die Spannung am Kollektor des Transistors --T4-- in positivem Sinne, wobei der Kondensator --C4-- positiv aufgeladen wird und der Ladestrom durch die Widerstände--R8 und R5--hindurchgeht. Dadurch nimmt die Basisspannung des Transistors --T3-- in positiver Richtung zu und ruft eine Blockierung des Transistors--T3--hervor, so dass dieser nichtleitend wird.
Der Strom durch die Spule des Magnetventils-SK-hört sodann auf und der Kollektor des Transistors --T3-- nimmt ein negatives Potential an. Dies bedeutet, dass der Kondensator --C3-- entladen wird, wobei das Basispotential des Transistors --T4-- sich weiterhin in negativer Richtung ändert, wodurch der Transistor
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-T4-- in leitendem--T3-- zu ihrer Normalspannung zurück, bei welcher der Transistor --T3-- leitend wird, worauf die Kollektorspannung des Transistors --T3-- von neuem zunimmt, der Kondensator --C3-- neuerlich positiv geladen wird und Strom durch die Spule des Magnetventils--SK--fliesst, so dass sich der beschriebene Vorgang wiederholt.
Wie ersichtlich ist, besteht eine gewisse überlagerung zwischen der Erregung und der Abschaltung der beiden Magnetventile, was bei der Mischung von Flüssigkeiten in der Praxis vorteilhaft ist. Die Widerstände - R8 und R9-- bestimmen sowohl die Auflade- als auch die Entladezeiten für die Kondensatoren-C3 und
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bistabilen Zustände sind durch die genannten Widerstände --R8 und R9-einstellbar. Die Umschaltfrequenz des Multivibrators soll so hoch sein, dass die Wirkungszeit der die Magnetventile-SK bzw. SV-beeinflussenden Pulse kürzer wird als die mechanische Reaktionszeit der Magnetventile für vollständiges öffnen, und dass ein von einem Puls beaufschlagtes Magnetventil sich nicht völlig schliessen kann, ehe der folgende Puls das Magnetventil wieder in Öffnungsrichtung beeinflusst.
Während des Betriebes pendeln also die Magnetventile ununterbrochen zwischen durch die Einstellungen der Widerstände--R8 und R9-- bestimmten Zwischenlagen, die von den jeweiligen Schliessstellungen mehr oder weniger weit entfernt sind. Diese Arbeitsweise der Ventile hat den Vorteil, dass während des Betriebes der Vorrichtung in der Flüssigkeitszuführung keine Öffnungs- und Schliessungsstosswellen auftreten. Der Thermistor --TH1-- bewirkt, dass bei zu grosser Wärme in der Auslassleitung die Aufladungs- und Entladungszeiten des Kondensators --C3-- auf Grund des steigenden Widerstandes des Thermistors länger werden, wodurch die Pulszeiten für die Betätigung des Magnetventils - länger werden als jene des Magnetventils-SV--.
Durch Regelung der Einstellungen der beiden Widerstände --R8 und R9-- ist es somit möglich, das gewünschte Mischungsverhältnis und die gewünschte Temperatur des ausfliessenden Wassers einzustellen. Der Thermistor --TH1-- kann natürlich so eingeregelt werden, dass er nur bei Temperaturen oberhalb eines schädlichen Wertes in Tätigkeit tritt.
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--C2-- inKondensators --C2-- ab. Schliesslich kehrt die Basis des Transistors-Tl-zu einer bestimmten negativen Spannung zurück, bei welcher der Transistor-Tl-von neuem leitend wird, wobei Strom durch die Spule des Magnetventils --Sk-- fliesst und dieses Ventil ganz geöffnet wird, während der Transistor--T2blockiert ist und nichtleitend wird. Die Stromzufuhr zu den Transistoren-T3 und T4-- hoort dabei auf.
Während des folgenden Intervalls wird der Auslassleitung-U-somit nur Kaltwasser zugeführt, da nur das Magnetventil --SK-- erregt ist. In dieser Zeitspanne wird jedoch der Kondensator --C2-- entladen und auf entgegengesetzte Polarität aufgeladen, da durch den Transistor--Tl--Basisstrom fliesst. Sobald die Aufladung des Kondensators --C2-- so weit fortgeschritten ist, dass an der Basis des Transistors --T1-- eine Sperrspannung entsteht, wird dieser nichtleitend, wobei der Strom durch die Spule des Magnetventils-SKaugenblicklich aufhört und der Transistor --T2-- leitend wird und die Transistoren-T3 und T4-- mit Strom versorgt, so dass diese in der oben beschriebenen Weise zu arbeiten beginnen.
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diese in der angegebenen Weise schwingen.
Bei dieser Einstellung der Anordnung findet also keine abwechselnde Zufuhr von Kaltwasser statt sondern eine kontinuierliche Zufuhr von temperiertem Wasser.
Die Diode --D2-- ist aus folgendem Grund vorgesehen : Wenn der Transistor--Tl--leitend und der Transistor--T2--gesperrt ist, wird den Emittern der Transistoren--T3 und T4--von der Stromquelle aus keine Spannung zugeführt. Sie erhalten daher über die Spule des Magnetventils--SV--und die nicht vollständig gesperrte Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors--T4--ein negatives Potential, wogegen die Spule des Magnetventils-SK-über den Transistor --T1-- mit der positiven Leitung der Stromquelle verbunden ist. Die Diode --D2-- ist nun in den Kollektorstromkreis des Transistors --T3-- als Sperre eingeschaltet, um eine Beschädigung des Transistors --T3-- auf Grund der zwischen Emitter und Kollektor vorhandenen Spannungsdifferenz zu vermeiden.
Mit Hilfe der beschriebenen Schaltung zur Steuerung der Magnetventile ergibt sich eine brauchbare und leicht zu bedienende Regelungsanordnung, die sehr anpassungsfähig ist und auch auf andern als dem hier beschriebenen Gebiet angewendet werden kann. Wie leicht zu erkennen ist, ist nur die Schaltung mit den Transistoren-T3 und T4-- erforderlich, um ein gewünschtes Mischungsverhältnis zwischen den strömenden Medien zu erzielen, wogegen mittels der Transistoren--Tl und T2-- das Mischungsverhältnis plötzlich verändert werden kann. Der Thermistor-TH1-kann allenfalls entfallen oder durch einen Viskositätsfühler od. dgl. ersetzt werden.
Im Rahmen der Erfindung kann die Regelung der Flüssigkeitsmischung und des Wechselns zwischen temperiertem und kaltem Wasser auch getrennt durchgeführt werden. Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Anordnung ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.
Fig. 3 zeigt wie Fig. l eine Anordnung mit einer Kaltwasserleitung--K--und einer Heisswasserleitung --V- mit Magnetventilen--SK bzw. SV--, die direkt mit einer Mischkammer--B--zusammengebaut
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über ein weiteres Magnetventil--SV--in eine weitere Mischkammer--B'--, an die ein Magnetventil --SK'-- für Kaltwasser angebaut ist, das mit einer Abzweigung der Kaltwasserleitung--K--verbunden ist.
Die Mischkammer-B'--ist mit einer Auslassleitung-U'--versehen. Die Magnetventile-SV'und SK'-- sind elektrisch mit einem Steuergerät--KT'--verbunden. Der Multivibrator--ST'--besteht im wesentlichen aus einer Schaltung, welche die Transistoren--T3 und T4-- umfasst, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, und das Steuergerät --KT'-- umfasst im wesentlichen eine Schaltung mit den Transistoren--Tl und T2-gemäss Fig. 2. Der Multivibrator--ST'--und das Steuergerät--KT'--sind gemeinsam über einen Schalter --S1-- an eine geeignete Stromquelle angeschlossen.
Die elektrische Schaltung des Multivibrators--ST'--und des Steuergerätes--KT'--ist aus Fig. 4 ersichtlich, in welcher die übereinstimmenden Schaltungselemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 bezeichnet sind. Abweichend von der Ausführung nach Fig. 2 bilden gemäss Fig. 4 die Transistoren--Tl und T2-- eine von den Transistoren-T3 und T4-getrennte Schaltung. Die Spulen der zusätzlichen Magnetventile-SK'und SV-sind in die Kollektorstromkreise der Transistoren-Tl und T2-eingeschaltet, die daher nur den Wechsel zwischen Kaltwasser und temperiertem Wasser steuern.
Die Anordnung arbeitet in folgender Weise : Nach erfolgter Einschaltung des Schalters --S1-- werden die beiden Transistoren --T3 und T4-- unmittelbar mit Betriebsspannung versorgt, wobei sie in der im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Art schwingen. Die Magnetventile-SK und SV-leiten somit temperiertes Wasser durch die Mischkammer--B--, dessen Temperatur durch die Einstellung der Widerstände --R8 und R9--bestimmt ist. Gleichzeitig mit dem Schliessen des Schalters--Sl--werden auch die Transistoren --T2 und T1-- erregt, die in gleicher Weise wie bei der Ausführung nach Fig. 2 über die Widerstände --R2 und Round den Kondensator --C2-- zusammengeschaltet sind.
Wie im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben, werden die beiden Transistoren--Tl und T2--dadurch im Rhythmus der Aufladung und Entladung des Kondensators-C2-abwechselnd leitend und nichtleitend. Diese beiden Transistoren betätigen die zusätzlichen Magnetventile--SK'und SV--, deren Spulen unmittelbar in die Kollektorstromkreise der Transistoren-Tl und T2-- eingeschaltet sind.
Die Einschaltzeiten der Magnetventile - und SV-bestimmen die Intervalle für die abwechselnde Zufuhr von temperiertem Wasser aus der Auslassleitung--U--und von Kaltwasser aus der Leitung--K--in die Mischkammer--B'--und damit den Wechsel zwischen temperiertem Wasser und Kaltwasser in der Auslassleitung-U'-. Wie bei der Schaltung nach Fig. 2 kann die Dauer der Kaltwasserzufuhr mit Hilfe des den Ladestrom des Kondensators--C2-regelnden Widerstandes-R3-eingestellt bzw. verändert werden.
Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte und eben beschriebene Anordnung ist etwas komplizierter und kostspieliger als die Anordnung nach den Fig. l und 2, verdient aber in manchen Fällen den Vorzug, insbesondere bei grossen Duschanlagen oder bei andern technischen Vorgängen, wo es auf eine genaue Steuerung von strömenden Medien ankommt.
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The invention relates to an arrangement for mixing flowing media in variable mixing ratios and for suddenly changing the mixing ratio, in particular to achieve so-called impulse showering, with at least two inlets, each provided with a valve, which open into a mixing chamber, one of which is an outlet leads away.
It is often desirable, e.g. B. to be able to regulate the mixing ratio between two or more flowing media in an automatic manner. For example, for mixing hot and cold water, a so-called mixer is usually used, which consists of a double valve in which the drainage channels for the hot and cold water can both be servo-controlled, for example, in order to obtain the desired mixing ratio. However, such an arrangement does not meet the requirements to be able to change the mixing ratio suddenly, and it also does not allow the use of a corresponding technique, in order to B. to achieve flow control in so-called pulse shower systems and in similar technical contexts.
Impulse shower systems work in such a way that ordinary water, tempered by mixing, for example at body temperature, is fed to a shower nozzle and this inflow of tempered water is periodically interrupted for a short time, for example for a period of 0.5 to 2 seconds, with cold water during this short time is fed. Such a flow regulation places special demands on the device for regulating the inflows.
The invention aims to solve the problem shown in a simple manner. The subject of the invention is therefore an arrangement that meets high requirements in the regulation of flowing media.
The arrangement according to the invention consists in that each valve is connected to a working circuit of a multivibrator with adjustable pulse lengths, the duration of which is shorter than the mechanical reaction time of the valves for complete opening, with a valve influenced by a pulse only partially closing before the next Pulse influences the valve anew, and that the multivibrator is controlled by a control device in such a way that it is alternately switched to an active and inactive state, with only one valve being brought into the open position and the other valve remaining in the closed position during the ineffective state , and wherein said ineffective state has at least such a duration,
that a substantially uniform flow section of the medium flowing in from the open inlet arises in the outlet. As a result, it is not only possible to continuously change the mixing ratio between the supplied media, but the mixing ratio can also be changed suddenly so that only the medium flowing through an inlet exits through the outlet during an arbitrarily adjustable, usually short time interval.
Various further configurations of the arrangement according to the invention are possible within the scope of the invention. Solenoid valves are preferably used, which can be operated in a simple manner by control circuits of the multivibrator circuit provided with transistors. A thermistor circuit can be provided to further regulate the temperature of the mixed media flowing out, and the further control device which causes the sudden changes in the mixing ratio can be constructed relatively simply using two transistors. Finally, a further mixing chamber with its own solenoid valves can be provided which, in order to achieve a change between the supplied flowing media, are controlled by the control unit independently of the two solenoid valves of the first mixing chamber.
Further details and advantages of the invention can be found in the following description of exemplary embodiments which are shown in the drawings. In these, FIG. 1 shows an embodiment of the arrangement according to the invention in the form of a block diagram, which is suitable for so-called pulse shower systems, and FIG. 2 shows the circuit diagram of the associated electrical circuit. A further exemplary embodiment is shown in FIGS. 3 and 4, FIG. 3 showing the block diagram of a modified embodiment of the system according to the invention and FIG. 4 showing the associated electrical circuit.
The arrangement according to Fig. 1 consists of solenoid valves - SK and SV - which are connected to a cold water line --K-- or to a hot water line-V-. The outlets of the solenoid valves are directly assembled with a small mixing chamber-B-which is provided with an outlet line-U-. The outlets of the solenoid valves - SK, SV - are directed towards one another in the mixing chamber in order to achieve turbulent mixing. In the outlet line-U- a temperature sensor-TH1-is arranged, which is electrically connected to a multivibrator-ST.
The solenoid valves SK and SV and a control device KT, which has a circuit for controlling the multivibrator, as described in more detail below, are also electrically connected to the multivibrator ST. The multivibrator-ST- is connected to a suitable power source via a switch - S1.
The solenoid valves - SK and SV - are designed as so-called indirectly acting valves. Such valves have a small relief channel in the valve closure piece, which can be opened and closed by a solenoid-operated piston. The line pressure is used to achieve the required sealing pressure of the valve closure piece in its closed position. When the electrical coil actuating the piston is excited, the piston opens the relief channel, so that the pressure prevailing on the top of the valve closure piece is relieved on the outlet side of the valve. This creates
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an unbalanced pressure ratio and the valve plug lifts from its seat, so that the main flow channel is opened.
Valves of this type only require a small electromagnetic actuation force and are therefore particularly suitable for interconnection with electronic control loops.
In addition, the response time of these valves is particularly short, with values of only about 0.1 seconds being achievable from the closed to the open state. This type of solenoid valve is known per se.
In the so-called pulse shower treatment, as mentioned in the introduction, the patient should be exposed to shower jets of temperature-controlled water, which are interrupted by jets of cold water at longer or shorter intervals. The interval division can be made in such a way that the tempered water is released for a period of 2 seconds, followed by a period of 1/2 sec of cold water, followed by a new period of 2 seconds with tempered water, etc. It has It has proven to be useful to set the length of the interval for the temperature-controlled water and to make the length of the cold water intervals adjustable as desired.
The above-mentioned mode of operation of a shower system can be achieved with the circuit of the multivibrator - ST - and the control device - KT shown in FIG. It should be noted that the mixing chamber-B- must not be so large that the cold water intervals are significantly influenced in terms of temperature by the temperature-controlled water remaining in the chamber.
The circuit shown in Fig. 2 comprises four transistors - T1 to T4 -. Power is supplied to the transistors from a power source, with a rectifier --D1-- in one line and a switch - S1 - in the other line. A smoothing capacitor - Cl - is connected between the two lines. The line provided with the switch - S l - is the positive one
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while the other terminals of the coils are connected to the collectors of the transistors T3 and T4. The coil of the solenoid valve - SK - is connected to the collector of the transistor via a diode --D2--.
The emitters of the transistors - T3 and T4-- are both connected to the collector of the transistor - T2 -, this collector also being connected to the base via a capacitor --C2-- and an adjustable resistor - R3 - connected in series of the transistor - Tl - in connection
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opens at the lowest resistance value.
Current balancing resistors - R4, R5 and R6, R7 - for their bases are connected to the leads of the transistors - T3 and T4 - in a known manner. The collector of the transistor --T3-- is connected to the base of the transistor --T4-- via a capacitor --C3-- and a resistor -R9-. The temperature sensor denoted by - TH1 in FIG. 1 is connected in parallel with the resistor - R9 - which, in the exemplary embodiment, consists of a temperature-dependent resistor, ie a so-called
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Adjustment in opposite directions acts. The transistors - T3 and T4 - together form the multivibrator - ST--.
The circuit described works in the following way, assuming that switch - -S2-- is closed and capacitor --C2-- is not charged:
When the switch - S1 - closes, the transistor --T1-- becomes conductive, whereby it does not receive full current, but enough to make the circuit effective. As soon as the transistor --T1-- becomes conductive, a positive voltage occurs at the collector and the coil of the solenoid valve - SK - is excited.
Due to the positive voltage at the collector of the transistor - Tl - the base of the transistor --T2-- receives via the
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a positive voltage arises, whereby the capacitor --C2-- is charged via the transistors - T3 and T4 - and the coils of the solenoid valves. However, the current is too small to set the transistors --T3 and T4-- in function. The charging time of the capacitor --C2-- can be regulated with the help of the adjustable resistor-R3. Because the positive voltage at the base of the transistor --T1 - increases due to the charging of the capacitor - C2 -, the base is blocked at a certain state of charge of the capacitor --C2-- and the transistor --T1-- non-conductive.
The collector of the transistor T1 assumes a negative potential, as does the base of the transistor T2 connected via the resistor R2, whereupon the transistor T2 becomes immediately conductive. The two transistors - T3 and T4 - are fed with operating voltage.
It is now assumed that the resistors --R8 and R9-- are set to their middle values and that the present charging states of the capacitors - C3 and C4 - are such that the
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Transistor --T3-- first becomes conductive. The voltage at the collector of the transistor --T3-- increases in a positive direction, while the current flows through the coil of the solenoid valve-SK- and the capacitor --C3-- is positively charged. The charging current through the resistors --R9 and R7 - creates a positive potential at the base of the transistor - T4 - so that it remains non-conductive during the charging process.
After the charging process has ended, the base of the transistor --T4-- returns to a normal voltage at which the transistor --T4-- becomes conductive. Current now flows through the transistor --T4-- and thus through the coil of the solenoid valve - SV--, so that the solenoid valve is controlled in the sense of opening. At the same time, the voltage at the collector of the transistor --T4-- increases in a positive sense, whereby the capacitor --C4-- is positively charged and the charging current passes through the resistors - R8 and R5. As a result, the base voltage of transistor --T3-- increases in a positive direction and causes transistor - T3 - to block, so that it becomes non-conductive.
The current through the coil of the solenoid valve-SK-then stops and the collector of the transistor --T3-- takes on a negative potential. This means that the capacitor --C3-- is discharged, with the base potential of the transistor --T4-- continuing to change in the negative direction, whereby the transistor
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-T4-- in conductive - T3-- back to its normal voltage, at which transistor --T3-- becomes conductive, whereupon the collector voltage of transistor --T3-- increases again, the capacitor --C3-- again is positively charged and current flows through the coil of the solenoid valve - SK - so that the described process is repeated.
As can be seen, there is a certain overlap between the excitation and the deactivation of the two solenoid valves, which is advantageous in practice when mixing liquids. The resistors - R8 and R9 - determine both the charging and the discharging times for the capacitors-C3 and
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bistable states can be set using the resistors --R8 and R9 - mentioned. The switching frequency of the multivibrator should be so high that the action time of the pulses influencing the solenoid valves SK or SV is shorter than the mechanical response time of the solenoid valves for full opening, and that a solenoid valve that is acted upon by a pulse cannot close completely before the following pulse influences the solenoid valve again in the opening direction.
During operation, the solenoid valves oscillate continuously between intermediate layers determined by the settings of the resistors - R8 and R9 - which are more or less far away from the respective closed positions. This mode of operation of the valves has the advantage that no opening and closing shock waves occur in the liquid supply during operation of the device. The thermistor --TH1-- causes the charging and discharging times of the capacitor --C3-- to be longer due to the increasing resistance of the thermistor, as a result of which the pulse times for the actuation of the solenoid valve are longer than that of the solenoid valve-SV--.
By controlling the settings of the two resistors - R8 and R9 - it is possible to set the desired mixing ratio and the desired temperature of the water flowing out. The thermistor --TH1-- can of course be adjusted so that it only comes into operation at temperatures above a harmful value.
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--C2-- in capacitor --C2-- off. Finally the base of the transistor Tl returns to a certain negative voltage at which the transistor Tl becomes conductive again, current flowing through the coil of the solenoid valve -Sk- and this valve is fully opened during the Transistor - T2 is blocked and becomes non-conductive. The power supply to the transistors - T3 and T4 - stops.
During the following interval only cold water is fed to the outlet line-U-because only the solenoid valve --SK-- is energized. During this period of time, however, the capacitor --C2-- is discharged and charged to the opposite polarity, since the base current flows through the transistor - Tl. As soon as the charging of the capacitor --C2-- has progressed so far that a reverse voltage is created at the base of the transistor --T1--, this becomes non-conductive, whereby the current through the coil of the solenoid valve-S immediately stops and the transistor - T2-- becomes conductive and transistors-T3 and T4-- are supplied with current so that they start to work in the manner described above.
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these vibrate in the specified manner.
With this setting of the arrangement, there is no alternating supply of cold water but a continuous supply of temperature-controlled water.
The diode --D2-- is provided for the following reason: If the transistor - Tl - is conductive and the transistor - T2 - is blocked, the emitters of the transistors - T3 and T4 - are not fed by the current source Voltage supplied. You therefore receive a negative potential via the coil of the solenoid valve - SV - and the emitter-collector path of the transistor - T4, which is not completely blocked, whereas the coil of the solenoid valve - SK - via the transistor --T1-- is connected to the positive lead of the power source. The diode --D2-- is now switched on as a block in the collector circuit of the transistor --T3-- in order to avoid damage to the transistor --T3-- due to the voltage difference between the emitter and the collector.
With the aid of the circuit described for controlling the solenoid valves, a usable and easy-to-use control arrangement results, which is very adaptable and can also be used in areas other than those described here. As can be easily seen, only the circuit with the transistors T3 and T4 - is required to achieve the desired mixing ratio between the flowing media, whereas the mixing ratio can be changed suddenly using the transistors - Tl and T2. The thermistor-TH1- can be omitted or replaced by a viscosity sensor or the like.
In the context of the invention, the regulation of the liquid mixture and the change between temperature-controlled and cold water can also be carried out separately. An embodiment of such an arrangement is shown in FIGS. 3 and 4 and is described in more detail below.
Fig. 3 shows, like Fig. 1, an arrangement with a cold water line - K - and a hot water line --V- with solenoid valves - SK and SV -, which are assembled directly with a mixing chamber - B
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Via another solenoid valve - SV - into another mixing chamber - B '- to which a solenoid valve --SK' - for cold water is attached, which is connected to a branch of the cold water line - K -.
The mixing chamber-B '- is provided with an outlet line-U' -. The solenoid valves SV 'and SK' - are electrically connected to a control unit - KT '. The multivibrator - ST '- consists essentially of a circuit comprising the transistors - T3 and T4 - as shown in Fig. 2, and the control device --KT' - essentially comprises a circuit with the transistors - T1 and T2 - according to Fig. 2. The multivibrator - ST '- and the control device - KT' - are connected together via a switch --S1-- to a suitable power source.
The electrical circuit of the multivibrator - ST '- and of the control device - KT' - can be seen from FIG. 4, in which the corresponding circuit elements are identified with the same reference numerals as in FIG. In contrast to the embodiment according to FIG. 2, according to FIG. 4 the transistors - T1 and T2 - form a circuit that is separate from the transistors T3 and T4. The coils of the additional solenoid valves - SK 'and SV - are switched into the collector circuits of the transistors - T1 and T2 - which therefore only control the change between cold water and tempered water.
The arrangement works in the following way: After the switch --S1-- has been switched on, the two transistors --T3 and T4-- are immediately supplied with operating voltage, whereby they oscillate in the manner described in connection with FIG. The solenoid valves-SK and SV-thus conduct tempered water through the mixing chamber - B--, the temperature of which is determined by the setting of the resistors --R8 and R9. Simultaneously with the closing of the switch - S1 - the transistors --T2 and T1 - are also excited, which in the same way as in the embodiment according to Fig. 2 via the resistors --R2 and Round the capacitor --C2- - are interconnected.
As described in connection with FIG. 2, the two transistors - T1 and T2 - are thereby alternately conductive and non-conductive in the rhythm of the charging and discharging of the capacitor C2. These two transistors operate the additional solenoid valves - SK 'and SV -, whose coils are switched directly into the collector circuits of the transistors T1 and T2.
The switch-on times of the solenoid valves - and SV - determine the intervals for the alternating supply of tempered water from the outlet line - U - and cold water from the line - K - into the mixing chamber - B '- and thus the change between tempered water and cold water in the outlet line-U'-. As with the circuit according to FIG. 2, the duration of the cold water supply can be set or changed with the aid of the resistor-R3-regulating the charging current of the capacitor - C2.
The arrangement shown in FIGS. 3 and 4 and just described is somewhat more complicated and expensive than the arrangement according to FIGS. 1 and 2, but deserves preference in some cases, especially in large shower systems or in other technical processes where there is precise control of flowing media is important.