CN100538572C - 用于动态地调节水流的装置 - Google Patents

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Abstract

用于动态地调节流的装置，包括：在一个本体中的一个输入腔、一个输出腔、一个活塞及一个复位弹簧，该活塞被设置在输入腔与输出腔之间并且在一侧上受到输入腔的压力及在另一侧上受到输出腔的压力，其中该活塞可在一个第一位置与一个第二位置之间运动，该第一位置向着输入腔偏移，其中该活塞在该第一位置中使输入腔与输出腔之间的流缩窄，该第二位置向着输出腔偏移，其中该活塞在该第二位置中不使输入腔与输出腔之间的流缩窄，该复位弹簧向着第一位置加载该活塞。根据本发明，该活塞由一个通道贯穿，该通道从输入腔向输出腔延伸；设有一个用于限制流过通道的流的流量限制机构；该复位弹簧被这样地确定尺寸，使得其作用基本上相应于这样的力，当由该流量限制机构允许的最大流被导出时，该力倾向于使活塞从第一位置移动到第二位置中。优选该活塞可移动地用其第一端部设置在输入腔中并且用其第二端部设置在一个固定在装置本体上的缸中，与输出腔处于连接并且相对输入腔定向，并且该流量限制机构安装在该固定的缸中。

Description

用于动态地调节水流的装置
技术领域
本发明涉及一种用于动态地调节水流的装置，该装置被设置用于稳定一个恒温混合器的功能。
背景技术
当所要求的流量大大小于最大流量时，适合于克服较大流量的恒温混合器不再能合乎规定地工作，当适合于供给具有多个淋浴装置的设备的恒温混合器被使用来供给一个唯一的淋浴装置时，就出现这种情况。在该情况下，该恒温混合器失去其稳定性并且陷入波动，因此从该混合器导出的水流始终遭受冷水与热水混合比的改变并且因此遭受温度波动，这对于使用者来说是不舒服的并且可能是危险的。该缺点可通过以下方式消除，即，当应需要混合水的小流量时，使输送给恒温混合器的冷水流反作用于一个阻力，并且当应需要混合水的大流量时，该阻力被抑制或降低。该过程自动地由一个用于动态调节流的装置来实施，在该装置中考虑：当接收到的流量降低时，减小用于冷水的通道横截面，并且当要求较大的流量时，再产生较大的通道横截面。然而，公知的用于动态调节流的装置通常具有其缺点，即，它具有一个活塞，来水的压力在一个方向上作用在该活塞上并且一个复位弹簧在相反的方向上作用在该活塞上。因此，该弹簧的负荷必须根据冷水的输入压力来调节。这就导致：一方面为了正确的功能，该装置必须在其安装上适配于在设备中存在的压力条件并且另一方面当在冷水的输入压力中出现不利的变化时，该装置的功能不再正常。
在EP 1 214 634 A0中公开了一种用于动态调节水流的装置，它具有一个套筒形的活塞，在该活塞的底部设有一些开口。在活塞的一个打开状态中，该活塞释放一个附加的通流可能性。
发明内容
本发明的主要任务在于，提供一种用于动态调节流的装置，其功能在大的范围上与输入压力无关，因此所述装置在安装时无需调节并且在输入压力出现不利的变化时也不会不正常地工作。
本发明的另一任务在于，提出这样一种用于动态调节流的装置，它具有简单的结构及成本低廉并且保证了大的可靠性及长的使用寿命。
根据本发明，这些任务通过一种用于动态调节流的装置来解决，它包括：在一个本体中的一个输入腔、一个输出腔、一个活塞及一个复位弹簧，该活塞被设置在输入腔与输出腔之间并且在一侧上受到输入腔的压力及在另一侧上受到输出腔的压力，其中该活塞可在一个第一位置与一个第二位置之间运动，该第一位置向着输入腔偏移，其中该活塞在该第一位置中使输入腔与输出腔之间的流缩窄，该第二位置向着输出腔偏移，其中该活塞在该第二位置中不使输入腔与输出腔之间的流缩窄，该复位弹簧向着第一位置加载该活塞，其特征在于：该活塞由一个通道贯穿，该通道从输入腔向输出腔延伸；设有一个用于限制流过通道的流的、流量调节装置形式的流量限制机构；该复位弹簧被这样地确定尺寸，使得其作用基本上相应于这样的力，当由该流量限制机构允许的最大流被导出时，该力倾向于使活塞从第一位置移动到第二位置中。
以此方式，只要该装置由具有一个不大于流量限制机构确定的极限的流量的流穿过，那么该机构就对所要求的流量的反作用一个降低的阻力，该流流过贯穿活塞的通道。输出腔中的压力保持小于输入腔中具有的压力，但在该压力附近，并且被合乎目的地确定尺寸以便弱地起作用的复位弹簧的力使活塞保持在其第一位置中。然而，当要求一个大于由该流量限制机构确定的极限的流量时，该流可不流过贯穿活塞的通道，并且输出腔中压力被进一步降低。然后该受到输入腔中具有的压力与输出腔中具有的压力之间的差的活塞克服复位弹簧的弱的力并且移动到其第二位置中，由此释放了从输入腔到输出腔的流通道。
足够的是，该流量限制机构被这样选择，使得由它反作用于流上的阻力足够保证：被这样供给的恒温混水阀在小流量时能正确地工作；并且复位弹簧被这样选择，使得它施加一个弱的力，当由流量限制机构允许的最大流量被导出时，该力相应于在输入腔与输出腔之间形成的小的压力差，因此，只要被导出的流量小，则输入到恒温混合器中的流就被制动并且当要求一个较大的流量时，它被释放，由此保证了恒温混合器的稳定性。
因为控制或调节活塞移动的压力不是在该装置的腔中存在的绝对压力，而是中间腔与输出腔之间的压力差，该压力差与流及反作用于该流的阻力相关，但与绝对压力无关，所以该装置的功能在很大程度上与输入压力无关，并且该装置在其安装过程时无需任何适配并且即使在输入压力强烈变化时也没有显示出功能的不稳定。
在本发明的装置中使用的流量限制机构是一种技术上公开的阀，该阀可用小的成本在市场上买到并且例如以多种形式在专利公开文献DE 40 41 116、DE 102 20 287、DE 102 28 490及WO 01/04714中被描述。只要流的流量不超过由该流量限制机构的结构预调节出的极限，该阀就对流提供一个具有降低的阻力的通道，而当该流倾向于超过该极限时，该阀就这样地对该流反作用一个较大的阻力，使得该流量被限制在允许的最大值上。这种形式的阀通常安装在这样的装置、例如淋浴装置中，这些装置在确定的情况下由于法定原因必须被限制使用。这些阀可获得用于流量的许多极限值，并且由此是流量限制机构的合适的选择以及复位弹簧的相应的成比例是足够的，以便根据本发明提供一个流量调节装置，该流量调节装置适配于各个专门应用的必要性。
优选该活塞可移动地用其第一端部安装在输入腔中并且用其第二端部安装在一个固定在装置本体上的缸中，与输出腔处于连接并且相对输入腔定向。
优选该流量限制机构安装在该缸中。
该复位弹簧可被设置在该缸中并且作用在该活塞的第二端部上，或者它可在装置本体的底部与该活塞的肩之间作用。在后述情况下复位弹簧可设置在该缸的外部，活塞的第二端部在该缸中被导向。
优选该活塞具有一个法兰，当活塞处于其第一位置中时，该法兰配合在装置本体的一个座中，而当活塞处于其第二位置中时，该法兰从该座脱开。以此方式，当活塞移动到其第二位置中时，该法兰在较大范围上释放用于流的通道并且然后在流的侧面获得一个携动作用，该携动作用倾向于使活塞保持在其第二位置中。以此方式稳定了活塞的位置。最后，该法兰相对于活塞的位置是可调节的。
附图说明
本发明主题的这些及其他特征、目的及优点可参照附图更好地由下面对几个实施形式的说明中得到，它们是不受限制的实施例，图中示出：
图1：以轴向剖视图示出本发明第一实施形式的用于动态调节流的装置，在静止状态或在以降低的流运行时，
图2：示出与图1相同的装置，在以提高的流运行时的状态，
图3：示出本发明装置的一个类似于图1的第二实施形式，
图4：示出本发明一个类似于图2的第三实施形式，在静止状态中。
具体实施方式
在图1及2中以轴向剖视图示出一种用于动态地调节水流的装置，它被设置用于稳定一个恒温混合器的功能，该混合器包括一个本体1，在该情况下，该本体在下部由一个终端板2封闭并且设有一个输入接头3以及一个输出接头4。该输入接头3在其内部构造有一个进入腔5，而输出接头4在其内部构造有一个输出通道6，后者与一个输出腔7连接，该输出腔占据本体1的内空间。
一个活塞8的第一端部可移动地设置在输入腔5中，该活塞由一个凸缘9导向，后者由一些圆周通道中断，这些圆周通道允许流绕着活塞8穿过。该凸缘9构成了活塞8的第一端部的边界。在其在图1中所示的静止位置(第一位置或关闭位置)中，活塞8借助于一个环形的密封装置10相对输入腔5密封并且阻止流从输入腔5向输出腔7的通流。
该活塞8在背离凸缘9的一侧通过一个元件11加长，该元件构成活塞8的第二端部并且该元件在该实施形式中是一个单独地设置在活塞8上的元件。该活塞8及其第二端部11由一个轴向的通道16贯穿。清楚的是，该活塞8在一侧上遭受输入腔5中具有的压力——该压力倾向于使该活塞从该腔中压出，并且在另一侧上遭受输出腔7中具有的压力——该压力倾向于向着输入腔5压该活塞。
在本体1中，在该实施形式中确切的说在当时的终端板2上装配了一个固定的缸12，后者通过一些通道13、14与输出腔7处于连接。活塞8的第二端部11可在该缸12中移动并且在该缸中被导向。在缸12内部装配有一个流量限制机构15。
在该缸12中设有一个复位弹簧17，后者在一个与本体1固定连接的部件与活塞8的第二端部11之间这样作用，使得由该复位弹簧17将一个弹性的负载施加在活塞本身上，该负载向着输入腔压该活塞并且还倾向于使该活塞保持在其在图1中所示的第一关闭位置中或将该活塞带到那里，在此情况下，与本体1固定连接的部件是流量限制机构15。该复位弹簧被这样确定尺寸，使得其作用基本上相应于较弱的力，当由流量限制机构允许的最大流被导出时，该力倾向于使活塞从第一位置移动到第二位置。
如果在该情况下由输出接头4要求一个不大于由流量限制机构15允许的最大流量的小流量时，则来源于输入腔5的流穿过通道16、缸12、流量限制机构15、通道13及14一直到达输出腔7并且由此到达输出通道6。因为只要流量限制机构15由一个不超过其流量边界值的流穿过，该流量限制机构就对该流反作用一个降低的阻力，所以在输出腔7中形成的压力几乎等于输入腔5中具有的压力。因此在活塞8上作用有一个小的压力差，该压力差由复位弹簧17过度补偿，该复位弹簧以上述方式确定尺寸，使得活塞8即使在该装置处于以小流量运行的状态时也保持在其在图1中所示的第一关闭位置中。
然而，当由输出接头4要求一个流量，该流量大于允许穿过流量限制机构15的流量时，则输出腔7中的压力将不利地降低，并且作用在活塞8上的压力差超过复位弹簧17的力。然后，使活塞8移动到图2所示的第二打开位置中。密封装置10不再形成向着输入腔5的密封，并且从输入腔5向输出腔7的流通道基本上是自由的。
如果在那以后重新降低或完全关断所要求的流量，则复位弹簧17的作用又超过作用在活塞8上的压力差，并且该活塞重新运动到其根据图1的第一位置中。
一个法兰18优选与构成活塞8的第二端部的元件11连接，后者在活塞8的在图1中所示的第一位置中配合在一个构造在本体1中的座19中，该法兰18在活塞8的在图2所示的第二位置中从座19脱开。当该法兰18处于该第二位置中时，则它对流留出许多自由空间并且由该流获得一个携动作用，该携动作用反作用于复位弹簧17的作用。法兰18的作用又倾向于使活塞8的第二位置稳定。
可以看出，法兰18——如它对于上述实施形式所示的那样——被用螺钉拧在元件11上，因此可调节其相对于活塞8的轴向位置。以此方式，可调节该装置的稳定度。
图3及4示出本发明装置的另外两个实施形式。其中，与第一实施形式的部件相同或相应的部件用相同的参考标号表示。
根据图3的实施形式与前述实施形式的区别仅仅在于这样的事实，即，复位弹簧17不是导入到缸12中并且作用在活塞8的第二端部11上，而是围绕缸12设置并且作用在本体1的终端板2及活塞的一个肩20上。
在根据图4的实施形式中，复位弹簧17也是围绕缸12设置，但是在此情况下它作用在本体1的终端板2及缸8的法兰18上。此外，图4示出，为了简化缸8的结构，构成其第二端部的元件11及法兰18可由一个唯一的件构成。
如前所述，本发明实现了一种用于动态调节水流的装置，该装置实际上对于冷水的输入压力的变化不敏感，该装置调节其流动，以便使其输入到一个恒温混合器中，以便稳定恒温混合器的功能性。因此，不再需要根据设备中存在的输入压力来调节复位弹簧的负荷，并且不管出于任何原因而使输入压力大幅改变时，该装置的功能也绝不会出故障。该装置可这样实现，使得它可满足安装的各种要求，其方式是简单地选择一个合适的流量限制机构并且相应地确定复位弹簧的尺寸。其结构比较简单并且成本低廉。
可以理解，本发明不被限制在所述的及作为例子示出的实施形式上。不同的改型也被描述并且其他改型也属于本领域技术人员能力范围之内。例如该流量限制机构可安装在活塞中，并且该固定的缸可被取消并且由另一用于活塞的导向机构来代替。
这些及其他的改型以及通过技术等效原理的代替构型也构成对所说明及所示的实施形式的补充，而不脱离本发明及本专利申请的保护范围。

Claims (8)

1.用于动态地调节流的装置，包括：在一个本体(1)中的一个输入腔(5)、一个输出腔(7)、一个活塞(8)及一个复位弹簧(17)，该活塞被设置在输入腔(5)与输出腔(7)之间并且在一侧上受到输入腔(5)的压力及在另一侧上受到输出腔(7)的压力作用，其中该活塞(8)可在一个第一位置与一个第二位置之间运动，该第一位置向着输入腔(5)偏移，其中该活塞(8)在该第一位置中使输入腔(5)与输出腔(7)之间的流缩窄，该第二位置向着输出腔(7)偏移，其中该活塞(8)在该第二位置中不使输入腔(5)与输出腔(7)之间的流缩窄，该复位弹簧向着第一位置加载该活塞(8)，其中：该活塞(8)由一个通道(16)贯穿，该通道从输入腔(5)向输出腔(7)延伸；设有一个用于限制流过通道(16)的流的、流量调节装置形式的流量限制机构(15)；该复位弹簧(17)被这样地确定尺寸，使得其作用相应于这样的力，当由该流量限制机构(15)允许的最大流被导出时，该力倾向于使活塞(8)从第一位置移动到第二位置中。
2.根据权利要求1的用于动态地调节流的装置，其特征在于：该活塞(8)可移动地用其第一端部(9)设置在输入腔(5)中并且用其第二端部(11)设置在一个固定在装置本体(1)上的缸(12)中，后者与输出腔(7)处于连接并且相对输入腔(5)定向。
3.根据权利要求2的用于动态地调节流的装置，其特征在于：该流量限制机构(15)被安装在该固定的缸(12)中。
4.根据权利要求2的用于动态地调节流的装置，其特征在于：该复位弹簧(17)被安装在该固定的缸(12)的内部并且作用在该活塞(8)的第二端部(11)上。
5.根据权利要求2的用于动态地调节流的装置，其特征在于：该复位弹簧(17)被安装在该固定的缸(12)的外部并且在一个固定在装置本体(1)上的部件与一个与该活塞(8)连接的部件之间作用。
6.根据权利要求1的用于动态地调节流的装置，其特征在于：该活塞(8)具有一个法兰(18)，当活塞(8)处于其第一位置中时，该法兰配合在装置本体(1)的一个座中，而当活塞(8)处于其第二位置中时，该法兰从该座脱开。
7.根据权利要求6的用于动态地调节流的装置，其特征在于：该法兰(18)相对于活塞(8)的位置是可调节的。
8.根据权利要求1的用于动态地调节流的装置，其特征在于：该装置被串联地安装在一个恒温混合器的冷水输入部中，以便稳定该混合器。
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