CH632819A5 - Mixer tap with discs made of a hard material - Google Patents

Description

La presente invenzione ha per oggetto un rubinetto miscelatore, del tipo in cui l'intercettazione, la portata erogata e le proporzioni in miscelazione fra acqua fredda e acqua calda sono controllate da almeno due dischi in materiale duro, provvisti di aperture per il passaggio dell'acqua e mobili uno rispetto all'altro a contatto reciproco lungo superfici piane.

Le difficoltà di lavorazione dei materiali duri, di solito materiali ceramici lappati, impongono certe limitazioni alle forme realizzabili industrialmente, ed in particolare costringono a realizzare spigoli quasi vivi ai bordi delle aperture praticate nei dischi per il passaggio dell'acqua. La presenza di questi spigoli vivi è anche desiderabile perché assicura che materiali estranei accidentalmente presenti non possano insinuarsi fra due dischi allontanandoli reciprocamente. Tuttavia la presenza di simili spigoli vivi, necessaria per i motivi esposti, fa sì che in particolari condizioni di erogazione con forte strozzamento del flusso ed elevata velocità dello stesso — e quindi principalmente nelle condizioni intermedie di erogazione — insorgano forti turbolenze che causano rumorose vibrazioni, sia direttamente che attraverso fenomeni di risonanza con altre parti del rubinetto e con le condutture. Questi fenomeni sono invece trascurabili nell'erogazione di forti portate, quando lo strozzamento è ridotto, e nell'erogazione di portate assai piccole, quando la velocità del flusso diviene minima.

Per ridurre questa rumorosità caratteristica del tipo di rubinetto ricordato, si ricorre generalmente all'introduzione di reti o di elementi in materiale cedevole ed ammortizzante, che peraltro disturbano il funzionamento e non risultano sufficientemente efficaci, e soprattutto si ricorre allo strozzamento delle condutture a monte del rubinetto, ciò che limita gravemente la portata massima erogabile, e rappresenta un costo notevole.

Un altro problema presentato dai rubinetti del tipo considerato consiste nel fatto che quando i dischi vengono spostati allo scopo di regolare la portata erogata si verifica anche una indesiderabile variazione del rapporto di miscelazione e, quindi, della temperatura dell'acqua miscelata erogata dal rubinetto. Questo inconveniente può essere ridotto conformando e disponendo opportunamente le aperture praticate nei dischi di materiale duro, ma non si riesce in questo modo ad ottenere rubinetti aventi una elevata fedeltà di temperatura, e cioè una ridottissima variazione di temperatura come conseguenza della regolazione della portata. L'inconveniente sussiste specialmente in certe condizioni intermedie di regolazione in cui lo strozzamento delle aperture praticate nei dischi in materiale duro causa forti cadute di pressione nei flussi ed elevata velocità di essi. Le cause di questo inconveniente sono, in una certa misura, le stesse che causano la rumorosità del rubinetto.

Lo scopo della presente invenzione è quello di perfezionare i rubinetti del tipo indicato in principio, con una disposizione che è in grado di ridurre considerevolmente l'uno o l'altro o entrambi gli inconvenienti citati dei rubinetti noti.

Secondo l'invenzione, un rubinetto miscelatore del tipo indicato in principio comprende, in serie sul percorso dell'acqua uscente dalle aperture dei dischi, un mezzo ausiliario

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di strozzamento del flusso, controllato simultaneamente al controllo della posizione dei dischi in materiale duro, e disposto in modo da risultare sostanzialmente inattivo nella posizione di massima erogazione dei dischi in materiale duro, e da raggiungere una posizione di strozzamento, tuttavia non costituente intercettazione, a partire da una posizione intermedia di regolazione dei dischi in materiale duro.

In questo modo, quando i dischi in materiale duro sono in posizione di massima erogazione il mezzo ausiliario di strozzamento non limita apprezzabilmente la portata erogabile; chiudendo in posizione intermedia il rubinetto, il mezzo ausiliario di strozzamento provvede a frenare il flusso, impedendo che esso assuma in corrispondenza degli spigoli vivi dei dischi cadute di pressione tali da compromettere la fedeltà di regolazione, e velocità tali da ingenerare vibrazioni; ed infine, nell'ultima fase della chiusura sono nuovamente i dischi in materiale duro ad esercitare la prevalente azione, che è ora intesa ad intercettare il flusso. L'effetto del mezzo ausiliario di strozzamento risulta così massimo in corrispondenza delle portate intermedie, cioè precisamente nelle condizioni più critiche dei rubinetti abituali.

Poiché il mezzo ausiliario di strozzamento non è chiamato ad esercitare una azione di chiusura completa, esso non richiede mezzi di tenuta nè impiego di materiali speciali, e può essere costruito in materia plastica, con la possibilità quindi di conformare i suoi passaggi nel modo più adeguato sia per evitare turbolenza e rumorosità che per esaltare la fedeltà di temperatura. Secondo le diverse esigenze di applicazione, il mezzo di strozzamento ausiliario secondo forme di esecuzione dell'invenzione può essere progettato allo scopo di influire prevalentemente sulla silenziosità oppure sulla fedeltà di temperatura, od anche in modo da influire praticamente solo su una di queste caratteristiche, quando l'altra non interessi o non presenti particolari problemi, o questi siano risolti in altro modo. Tuttavia è generalmente possibile realizzare il mezzo di strozzamento in modo che esso abbia un effetto sostanziale sia sulla silenziosità che sulla fedeltà di temperatura del rubinetto.

In una forma di realizzazione dell'invenzione, il mezzo ausiliario di strozzamento è realizzato attraverso la cooperazione di una testa di comando in materia plastica, per il disco o i dischi mobili del rubinetto, conformata a camera cava con orifici laterali di uscita, e di pareti, dotate di orifici o conformazioni atte a cooperare con gli orifici di uscita della testa, in modo da occluderli più o meno secondo la posizione assunta dalla testa di comando, e disposte in modo da lasciare tali orifici completamente liberi nella posizione corrispondente alla completa apertura, e da giungere gradualmente sino ad una quasi totale occlusione di essi, che si verifica per una posizione di regolazione intermedia del rubinetto. Gli orifici citati possono essere in numero di uno o più, e quando sono più d'uno possono vantaggiosamente essere di diverse dimensioni in modo da giungere a chiusura in tempi successivi. Tali orifici e tutte le parti cooperanti possono essere opportunamente raccordate per evitare spigoli vivi ed altre conformazioni suscettibili di generare rumori, e per realizzare una opportuna gradualità di chiusura, ciò che si ottiene facilmente grazie alla formabilità della materia plastica.

Le citate pareti con orifici o conformazioni possono vantaggiosamente essere presentate da alette di un organo montato girevolmente nel corpo del rubinetto. Questo organo girevole può essere il sopporto di guida della testa mobile oppure, nel caso di rubinetti del tipo a tre dischi, il sopporto del disco intermedio, che è montato girevole ma non spostabile in traslazione.

In un'altra forma di realizzazione dell'invenzione il mezzo ausiliario di strozzamento è realizzato attraverso la cooperazione di un labbro presentato dalla testa di comando e di un bordo del disco in materiale duro che si trova sotto quello direttamente accoppiato con la testa di comando.

Alcune forme di realizzazione dell'invenzione, esemplificative e non limitative, sono schematicamente rappresentate 5 nei disegni annessi, in cui:

fig. 1 mostra una sezione verticale eseguita attraverso una prima forma di realizzazione del rubinetto, illustrato in condizione chiusa;

fig. 2 ne è una sezione verticale perpendicolare alla pre-io cedente, eseguita secondo la linea II-II della fig. 1, ma in condizione aperta;

fig. 3 ne è una sezione orizzontale eseguita secondo la linea III-III della fig. 1;

fig. 4 è una sezione analoga a quella della fig. 3, ma col 15 rubinetto in posizione aperta;

fig. 5 illustra in scala maggiore la porzione indicata in V nella fig. 4;

fig. 6 mostra una sezione analoga a quella della fig. 4, ma relativa ad una variante;

20 Fig. 7 mostra una sezione, analoga a quella della fig. 1, relativa ad un rubinetto del tipo a tre dischi, illustrato in posizione aperta;

Fig. 8 mostra una sezione dello stesso rubinetto, eseguita secondo la linea VIII-VIII della fig. 7;

25 fig. 9 mostra una sezione analoga a quella della fig. 7, ma relativa ad un'altra forma di realizzazione, illustrata in posizione aperta;

fig. 10 mostra il rubinetto secondo la fig. 9, ma in posizione parzialmente chiusa.

30 II rubinetto rappresentato comprende un corpo 1 a cui arrivano due tubazioni di alimentazione 2 e 3 per acqua calda e fredda e da cui si diparte un becco o tubazione di erogazione 4 per l'acqua miscelata. Nel corpo 1 è montato fisso un disco inferiore 5 in materiale duro, avente aperture comuni-35 canti a tenuta con gli sbocchi delle tubazioni 2 e 3. Sopra il disco 5 è montato mobilmente un disco superiore 6 in materiale duro, esso pure dotato di aperture. Il rubinetto è del tipo a due dischi; nei rubinetti del tipo a tre dischi, un altro disco in materiale duro sarebbe interposto fra quello inferiore 5 e 40 quello superiore 6, senza tuttavia nulla cambiare all'applicazione dell'invenzione.

Il disco superiore 6 è accoppiato con una testa di comando 7 manovrabile in traslazione ed in rotazione per mezzo di una leva 8 imperniata in un organo girevole 9 montato a te-45 nuta nel corpo 1 per mezzo di un coperchio 10. Questo meccanismo non viene ulteriormente descritto perché in sé sostanzialmente noto, e anche perché la scelta di esso o di un altro meccanismo di comando non condiziona l'applicazione dell'invenzione.

so La testa di comando 7 è lateralmente appiattita, come risulta dalle figg. 3 a 6, ed è guidata nel suo movimento di traslazione fra due alette di guida 11 che si protendono verso il basso dall'organo girevole 9. La testa di comando 7 definisce una camera interna 12 (in cui sboccano le aperture del 55 disco superiore 6) chiusa eccetto che per delle apertura 13, 14 praticate nelle pareti piatte della testa di comando 7, fron-teggianti le alette di guida 11 dell'organo girevole 9, le quali pertanto occludono dette aperture (fig. 3). Nelle alette 11 sono però praticate apertura 15, 16, cosicché spostando la testa di 60 comando 7 è possibile far coincidere le aperture 13, 14 della testa 7 con le aperture 15, 16 delle alette 1 ! , consentendo la libera comunicazione fra la camera 12 e lo spazio interno al corpo 1 del rubinetto, comunicante col becco di erogazione 4 (fig. 4). La disposizione delle varie aperture descritte è tale che 65 la loro chiusura reciproca avvenga con considerevole anticipo rispetto alla chiusura reciproca delle aperture dei dischi 5, 6. Tuttavia nessuna precauzione è presa per assicurare una chiusura a tenuta operata dalle alette 11 sulle aperture 13, 14;

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anzi, come risulta dalla fig. 5, un certo gioco S è previsto fra la testa 7 e le alette 11, affinché la citata chiusura non sia a tenuta. Come risulta dalla stessa figura, le varie aperture citate sono opportunamente a bordi arrotondati, e le aperture 15 e 16 vanno allargandosi verso l'esterno, per ridurre al minimo la rumorosità del flusso che le attraversa. Risulta pure dalla fig. 5 che le finestre 15, 16 possono vantaggiosamente avere larghezze F, G differenti, in modo che una di esse si chiuda prima dell'altra, realizzando una chiusura complessiva più graduale. Alternativamente le finestre stesse potrebbero essere spostate, rispetto alle finestre 13,14, in modo da realizzare lo stesso effetto.

Come si comprende, nella posizione aperta del rubinetto le finestre 13, 14 e 15, 16 sono affacciate e minimo strozzamento viene imposto al flusso regolato dai dischi 5, 6. Invece nelle posizioni intermedie dei dischi 5, 6, le finestre 13, 14 e 15,16 non sono più allineate, ed il flusso può continuare a passare grazie all'esistenza del gioco S, ma con velocità assai moderata, per cui non si ha generazione di vibrazioni né forte caduta di pressione in corrispondenza degli spigoli quasi vivi dei dischi 5, 6. Infine nell'ultima parte della corsa i dischi 5, 6 in materiale duro effettuano la completa intercettazione del flusso.

In una forma semplificata, illustrata nella fig. 6, la testa di comando 7 può presentare da ciascuna parte una sola apertura 17, cooperante con una sola apertura 18 della corrispondente aletta di guida 11. Inversamente, d'altra parte, potrebbero essere previste più di due aperture per parte. Esse inoltre, quale che ne sia il numero, possono essere opportunamente sagomate per realizzare una chiusura graduale, tale sagomatura non presentando difficoltà nello stampaggio della materia plastica che costituisce la testa di comando 7 e le alette 11.

In certe forme di realizzazione di rubinetti a dischi in materiale duro, il disco inferiore fisso è sostituito da due piccoli dischi, anelli o cilindri. Ovviamente questa modificazione nulla cambia all'applicazione della presente invenzione, il cui campo di impiego si estende pertanto anche a questi tipi di rubinetti.

In forme di realizzazione del tipo della fig. 6, la parte di ciascuna aletta 11 che si trova dal lato opposto a quello rispetto al quale si chiude la corrispondente apertura 17 può mancare od essere ribassata. In questo caso, e con una disposizione asimmetrica dell'apertura 17, diviene possibile neutralizzare permanentemente il mezzo di strozzamento ausiliario montando la testa di comando 7 in posizione rovesciata. Ciò può risultare utile quando il rubinetto deve essere installato su di una rete a pressione asai bassa, ove è preminente l'esigenza di evitare anche il minimo strozzamento.

Nei rubinetti secondo le figg. 7 a 10 vi è ancora, come secondo la fig. 1, un corpo 1 con tubazioni 2 e 3 per l'alimentazione di acqua fredda e calda e con un becco o tubazione di erogazione 4; nel corpo 1 è montato un disco in materiale duro fisso, 5, mentre il disco mobile superiore 6 è accoppiato con una testa di comando 7 manovrabile per mezzo di una leva 8 imperniata in un organo girevole 9 montato a tenuta nel corpo 1 e trattenuto da un coperchio 10. In questo caso però si tratta di rubinetti del tipo a tre dischi, e quindi un disco 19 in materiale duro è interposto fra il disco inferiore fisso 5 ed il disco superiore 6 accoppiato alla testa di comando 7. Questo disco intermedio 19 è impegnato con un anello di guida 20 che a sua volta presenta alette 21 accoppiate con pareti della testa di comando 7 in modo da trasmettere all'anello 20 le rotazioni della testa di comando 7 ma non le sue traslazioni.

Con riferimento alla forma secondo le figg. 7 ed 8, il mezzo ausiliario di strozzamento, destinato a fornire una prechiu-5 sura strozzando il flusso, senza intercettarlo, in corrispondenza di una posizione intermedia di chiusura dei dischi in materiale duro, è costituito dalla cooperazione di aperture 23 praticate nella testa di comando 7, e di aperture 22 praticate nelle alette di guida 21 dell'anello di guida 20 per il disco intermedio 19. 10 II funzionamento di un simile dispositivo è del tutto equivalente a quello descritto a proposito delle figg. 1 a 6, e non richiede quindi ulteriori chiarimenti; ma dal punto di vista della realizzazione pratica e costruttiva la cooperazione, ai fini dell'invenzione, della testa di comando con le alette 21 15 dell'anello di guida 20, anziché con le alette 11 dell'organo girevole 9, si presenta notevolmente vantaggiosa.

Ovviamente la forma di realizzazione secondo le figg. 7 ed 8 è riservata ai tipi di rubinetto a tre dischi e non è applicabile nei rubinetti a due soli dischi.

20 Nella forma di realizzazione secondo le figg. 9 e 10, la testa di comando 7 non presenta fori laterali destinati a cooperare alla prechiusura, ma è dotata di un bordo 24 disposto ad ima certa distanza dal corrispondente bordo del disco mobile 6 accoppiato alla testa 7, in modo da definire un passag-25 gio 25 attraverso il quale l'acqua miscelata passa dalla camera 12 interna alla testa di comando alla cavità interna del corpo 1 e quindi al becco o tubo di erogazione 4.

Allorché progredisce la chiusura del rubinetto mediante spostamento reciproco del disco superiore 6 e del disco ad esso 30 sottostante, in questo caso il disco intermedio 19, il bordo 24 della testa di comando 7 va avvicinandosi al bordo del disco sottostante 19 ed il passaggio 25 viene progressivamente strozzato, come mostra la fig. 10. Anche in questo caso la forma e le dimensioni delle parti debbono essere scelte in modo che, 35 per una condizione intermedia di regolazione dei dischi in materiale duro, lo strozzamento realizzato, in questo caso, dal passaggio ristretto 25 riduca in modo sostanziale la caduta di pressione disponibile in corrispondenza della zona di strozzamento dei dischi, e quindi da una parte eviti l'insorgere di ru-40 morose vibrazioni, e d'altra parte eviti o riduca le perturbazioni che la regolazione della portata apporta alla regolazione del rapporto di miscelazione.

E' ovvio che la disposizione secondo le figg. 9 e 10 è immediatamente adattabile anche a rubinetti del tipo a due soli 45 dischi; in tal caso il bordo 24 della testa di comando 7 coopererebbe col bordo del disco fisso inferiore 5 anziché col bordo del disco intermedio girevole 19.

E' inoltre chiaro che, sebbene si sia parlato di un disco inferiore fisso 5, questo potrebbe essere sostituito ,in modo 50 noto, da una coppia di anelli o cilindri cooperanti col disco soprastante, senza nulla cambiare all'applicazione dell'invenzione.

Le caratteristiche descritte possono essere applicate ad un rubinetto al fine di conseguire entrambi i vantaggi di una ri-55 duzione della rumorosità e di una riduzione delle variazioni di rapporto di miscelazione, e quindi di temperatura risultante, al variare della portata erogata; oppure possono essere applicate con riguardo ad uno solo di tali scopi, quando l'altro sia assicurato da diverse disposizioni; per esempio risulta vantag-60 giosa l'applicazione dell'invenzione anche al solo scopo di migliorare la fedeltà di temperatura del rubinetto miscelatore, quando la rumorosità sia attenuata dalla previsione di particolari mezzi di smorzamento, oppure non sia a temersi a causa della bassa pressione di esercizio.

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2 fogli disegni

Claims (11)

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1. Rubinetto miscelatore, del tipo in cui l'intercettazione, la portata erogata e le proporzioni di miscelazione fra acqua fredda e acqua calda sono controllate da almeno due dischi in materiale duro, provvisti di aperture per il passaggio dell'acqua e mobili uno rispetto all'altro a contatto reciproco lungo superfici piane, caratterizzato dal fatto che comprende, in serie sul percorso dell'acqua uscente dalle aperture dei dischi (5, 6, 19), un mezzo ausiliario di strozzamento del flusso (13-16, 17-18, 22-23), controllato simultaneamente al controllo della posizione dei dischi in materiale duro, e disposto in modo da risultare sostanzialmente inattivo nella posizione di massima erogazione dei dischi in materiale duro (fig. 4), e da raggiungere una posizione di strozzamento, tuttavia non costituente intercettazione, a partire da una posizione intermedia di regolazione dei dischi in materiale duro (fig. 3).

2. Rubinetto miscelatore secondo la rivendicazione 1, del tipo in cui il disco superiore in materiale duro è accoppiato con una testa di comando (7) in prossimità della quale si trova un organo (9, 20) montato girevolmente nel corpo (1) del rubinetto, caratterizzato dal fatto che detto mezzo ausiliario di strozzamento è costituito dalla cooperazione di aperture (13,14, 17, 23) praticate in pareti a generatrice rettilinea, presentate dalla testa di comando (7), e di aperture (15, 16, 18, 22) praticate in alette di guida (11, 21) accoppiate con dette pareti, presentate dall'organo (9, 20) montato girevolmente nel corpo del rubinetto.

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RIVENDICAZIONI

3. Rubinetto miscelatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che dette pareti della testa di comando (7) e dette alette (11, 21) dell'organo girevole (9, 20) sono sostanzialmente piane.

4. Rubinetto miscelatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che fra dette pareti della testa di comando (7) e dette alette (11, 21) dell'organo girevole (9, 20) è provvisto un certo gioco (S) che assicura una chiusura reciproca non a tenuta fra le rispettive aperture (Fig. 5).

5. Rubinetto miscelatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che dette aperture (13-16,17-18, 22-23) del mezzo ausiliario di strozzamento sono profilate e sagomate in modo da realizzare una chiusura graduale, le pareti (7) e le alette (11, 21) in cui esse sono praticate essendo realizzate in materia plastica.

6. Rubinetto miscelatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che più di una apertura (13, 14) è provvista da ciascun lato della testa di comando (7) e nella corrispondente aletta (11).

7. Rubinetto miscelatore secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che le aperture (13, 14, 15, 16) situate su ciascun lato sono diversamente dimensionate o/e disposte, in modo che alcune giungono a chiusura prima di altre.

8. Rubinetto miscelatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il mezzo ausiliario di strozzamento

è realizzato in forma asimmetrica, così da poter essere permanentemente neutralizzato col montare la testa di comando (7) in posizione rovesciata.

9. Rubinetto miscelatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto organo montato girevolmente nel corpo del rubinetto è un supporto girevole di guida (9) per la testa di comando (7).

10. Rubinetto miscelatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto organo montato girevolmente nel corpo del rubinetto è un anello girevole (20) di sopporto per il disco intermedio (19) di un rubinetto del tipo a tre dischi.

11. Rubinetto miscelatore secondo la rivendicazione 1, del tipo in cui il disco mobile superiore in materiale duro è accoppiato con una testa di comando, caratterizzato dal fatto che la testa di comando (7) presenta un labbro (24) disposto ad una certa distanza dal bordo corrispondente del disco superiore (6) per definire un passaggio (25) per l'acqua miscelata dalla camera interna della testa di comando (7) alla cavità intema del corpo (1) del rubinetto, detto labbro della testa di comando cooperando con un bordo del disco in materiale duro (19) sottostante quello (6) accoppiato con la testa di comando (7), per strozzare detto passaggio (25) a partire da una posizione intermedia di regolazione dei dischi in materiale duro.