CN107850237A - 自身媒介控制的调节阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于液体流量调节的自身媒介控制的调节阀，具有主阀，该主阀包括可在轴向方向上冲程移动的主阀活塞(21)和与其共同起作用的主阀座(23)，该主阀座在径向内部限界一个流出室(15)并且在径向外部限界一个流入室(13)；并且该调节阀具有用于控制该主阀活塞的先导阀，该先导阀在该主阀活塞的背离该主阀座的一侧具有控制室(5)，该控制室通过在该主阀活塞内的先导管道(1)与该流入室流体连通并且通过泄压管道(31)与该流出室流体连通，并且该先导阀具有先导阀活塞(33)，该先导阀活塞在关闭位置中关闭该泄压管道，即在该控制室内形成关闭压力以及在该主阀活塞在关闭方向上进行冲程移动的情况下，并且该先导阀活塞在打开位置中打开该泄压管道，即在该控制室和该流出室之间压力平衡以及在该主阀活塞在打开方向上进行冲程移动的情况下，其中，在轴向方向上位置固定的清洁钢丝元件(3)借助一孔隙穿过该先导管道地导向并且在该主阀活塞进行冲程移动的情况下该先导管道能够沿着在其内导向的清洁钢丝元件运动。根据本发明，该清洁钢丝元件具有这样的致动轮廓(45)，其至少能够在该主阀活塞冲程移动的情况下被带至与构造在该主阀活塞上的对应轮廓(51)滑动接触，即在形成作用在该清洁钢丝元件的横向力(F)的情况下。

Description

自身媒介控制的调节阀
本发明涉及一种构建如权利要求1的前序部分所述的用于液体流量调节的自身媒介控制的调节阀。
这样的自身媒介控制的调节阀例如可以使用在卫生设施配件中，借助其能够打开或者关闭到浴缸排水口、浴缸喷嘴或者淋浴喷嘴的排水口。在自身媒介控制的调节阀中，流入侧的水压通过先导管道导向到先导阀，该先导阀构成主阀的控制部件。先导阀利用在主阀活塞上面的控制室以打开或者关闭主阀。
由专利文献DE36 42 669A1已知这种类型的自身媒介控制的调节阀。该调节阀由主阀和先导阀构成。该主阀具有可在轴向方向上冲程移动的主阀活塞和与其共同起作用的主阀座。在主阀活塞和主阀座之间限定可调节的流量间隙，以调节液体流量。借助先导阀能够控制主阀活塞。该先导阀在主阀活塞的背离主阀座的一侧具有控制室。该控制室通过在主阀活塞中的先导管道与流入室流体连通以及通过泄压管道与流出室流体连通。该先导阀此外具有手动的或者通过电磁可冲程移动的先导阀活塞。该先导阀活塞在关闭位置中关闭泄压管道，从而在控制室内形成关闭压力并且主阀活塞能够在关闭方向上冲程移动。在打开位置中，先导阀活塞打开泄压管道，从而控制室和流出室之间出现压力平衡并且借助于流入室中的水压，主阀活塞能够在打开方向上冲程移动。
在运行持续期间，先导管道可能堆积杂质，例如钙沉积。为了清除这样的杂质，由专利文献DE36 42 669A1已知，在轴向方向上位置固定的清洁钢丝元件借助一孔隙穿过先导管道地导向。在主阀活塞冲程移动的情况下，集成在其中的先导管道能够沿着位置固定的清洁钢丝元件运动，从而位于先导管道内的杂质能够被消除。
在上面的DE36 42 669A1专利文献中，清洁钢丝元件基本上无触碰地穿过先导管道地导向。因此，在先导管道的内周边的先导管道以及在清洁钢丝元件附件的钙沉积可能不能被完全地清除。
本发明的任务在于，提供一种自身媒介控制的调节阀，在其中可以以简单的方式提高运行安全。
任务通过权利要求1的特征解决。本发明的优选的扩展构造在附属权利要求中公开。
本发明基于这样的情况，在现有技术中，针对性地刮去位于先导管道的内周边上的钙沉积不能够实现。在这样的背景下，根据权利要求1的特征部分的清洁钢丝元件具有这样一种致动轮廓，其至少在冲程移动期间能够被带至与构造在主阀活塞上的对应轮廓滑动接触。钢丝侧的致动轮廓以及活塞侧的对应轮廓在几何形状上这样地设计，使得它们在形成作用于钢丝元件上的横向力的情况下能够沿着彼此滑动。通过横向力的加载，所述钢丝元件可以碰撞先导管道的内周边，从而必要时能够刮去存在的钙沉积。
在一种技术实施中，所述清洁钢丝元件可以具有0.3至0.5毫米范围内的直径，即在先导管道的内直径在0.7至0.9毫米的范围内的情况下。
在一种简单的技术实施中，所述清洁钢丝元件可以在钢丝纵向延伸方向上具有通常笔直的钢丝本体，其中致动轮廓在横向方向上突出。考虑到制作简单，所述致动轮廓可以构造在所述清洁钢丝元件的自由端上。钢丝元件的自由端可以从朝向流入室的先导管道开口伸出。在此，所述自由钢丝端可以自由地运动，即与流入室的限界壁相隔开一距离。当自由钢丝端是通常笔直的，并且相对于钢丝本体偏移一斜角，其可以尤其在0°至45°的范围内，尤其20°时，能够得到特别简单的钢丝几何形状。
所述清洁钢丝元件具有圆形断面或者多边形断面，优选四边形断面。研究表明，在四边形断面中棱边能够被构形成足够尖锐的棱边，以产生好的刮擦作用。为了提高所述棱边的刮擦性能，所述多边形断面的清洁元件可以螺旋形地旋转。
与上面的钢丝几何形状替换地，所述清洁钢丝元件可以特别地在钢丝本体的区域内螺旋形地盘卷。连接在其上的自由钢丝端可以反之笔直地构造有常用的恒定的钢丝横截面，如上面已经提到的那样。在一种替换的钢丝几何形状中，清洁钢丝元件，尤其它的钢丝本体，可以具有波浪外形。为了提高清洁作用，优选地，该波浪外形的浪高在朝向所述流入室的先导管道开口的方向上增加。
如上面提到的那样，在制作技术上优选地是，自由钢丝端笔直地构造有常用的保持恒定的钢丝横截面。但与之替换地，必要时自由钢丝端也可以构成弯曲的回线。
为了进一步提高运行安全性，在所述控制室内，螺旋压力弹簧支撑在所述主阀活塞和与其在轴向上背离的阀壳体壁之间，该螺旋压力弹簧可以围绕先导阀活塞延伸。借助该螺旋压力弹簧可以将附加的弹簧力(即关闭力)施加到主阀活塞上，从而在进入侧的水压小的情况下也能够将主阀活塞运行安全地保持在它的关闭位置上。螺旋压力弹簧可以在双重功能下材料一致地并且一体地与清洁钢丝元件延伸，该清洁钢丝元件在螺旋压力弹簧的径向外部穿过先导管道延伸。
在一种实施变型中，主阀座可以具有朝向所述主阀活塞的密封面，该密封面完全平面地实施。以这样的方式在两个对置的密封对之间能够得到具有相对较小的表面压力的尤其大面积的密封区。由此，在密封区中可能存在的粗糙表面或者杂质可能导致泄漏。
在这样的背景下，优选地，朝向主阀活塞的密封面可以被划分成在横向于轴向方向上平坦的基本面和从其在朝向所述主阀活塞的方向上凸出的密封棱边。该密封棱边可以优选地布置在径向内部并且环形的基本面布置在径向外部。以这样的方式保证，主阀座的密封棱边甚至在小的水压线性接触中就已经可以被压入到对置的密封对内，所述密封对优选由弹性材料制作。与主阀座共同起作用的密封对的弹性材料优选可以具有从40°至70°的肖氏/IRHD硬度。在弹性零件上可能存在的粗糙表面可以通过位于前面的密封棱边而被密封。借助相对于密封棱边而言后置的基本面可以防止弹性零件的超负荷，其优选可能在经常的和长期的使用中出现。
在流入侧水压较高的情况下，平坦的基本面用作附加的密封面，其同样经历了到位于主阀活塞上的弹性零件中的一定压入深度，但避免了弹性密封面的太高的表面压力/负荷。
由于在硬水地区内的持续使用的情况下可能在所有水流的部件上出现高的钙沉淀，一方面高磨光的密封表面有优势(为了小的表面粗糙度抵制钙附着)，另一方面尖锐的密封棱边作为钙盐粉碎器发挥作用，其将在主阀活塞的弹性零件上的沉积剥落并且由此保证持续的密封功能。
以上解释的并且/或者在附属权利要求中再给出的本发明的有利的构造和/或扩展构造能够单独地或者也在任意的相互组合中被应用，除了例如在明确的依赖或者互不相容的替换的情形下。
接下来借助附图详细地说明本发明和它的有利的构造和/或扩展构造以及它们的优点。
附图示出：
图1自身媒介控制的调节阀的整个剖面的侧视图；
图2和3图1的在打开状态下的各个细节图；
图4在打开的主阀中的调节阀的放大的部分半剖面图；
图5在关闭的主阀中的调节阀的相应于图4的视图；
图6至9清洁钢丝元件的各个不同的实施变型；和
图10具有附加的密封棱边的主阀座的放大的半剖面图。
为了更简易地理解本发明，首先借助图1至3描述自身媒介控制的调节阀的结构和基本的工作原理。出于清楚性的考虑，图1至3中删去由先导管道1导向的清洁钢丝3以及布置在控制室5内的螺旋压力弹簧41，并且仅仅在图4和5中示出。
图1中示出的调节阀具有：主阀11(图2)，借助其能够调节流入室13和流出室15之间的液体流量；和，控制主阀11的先导阀17(图3)，其可以被用作主阀11的控制部件。图1中示出的主阀11由在阀壳体19中在轴向方向上可行程移动的主阀活塞21和与其共同起作用的主阀座23构造。图1中示出在打开位置中的主阀活塞21，从而阀间隙25为了流量调节而打开。流入室13布置在空心圆柱形的主阀座23的径向外部，而流出室15位于主阀座23的径向内部。
主阀活塞21在图1中两部分地实施，即，具有下部的弹性薄膜27，而相对刚性的薄膜板29固定在该弹性薄膜上。薄膜27固定在阀壳体19的径向外部。控制室5位于主阀活塞21的在轴向方向上背离主阀座23的一侧。该控制阀通过集成在主阀活塞21内的先导管道1与流入室13流体连通并且通过泄压管道31与流出室15流体连通。
此外，先导阀17(图3)具有先导阀活塞33，其在轴向方向上可手动地冲程移动，即，根据图1借助按钮35或者替换地借助转动旋钮37进行冲程移动。先导阀活塞33在图1中居中地穿过在主阀活塞21中的泄压管道31导向。视调节阀的手动操作而定，可以将先导阀活塞33移动到关闭位置和打开位置之间以及移动到调节的中间位置中。图1中示出在打开位置中的先导阀活塞33，在其中泄压管道31打开。用这样的方式在控制室5和流出室15之间得到压力平衡。相应地，在图1或2中，主阀活塞21，如所示，借助于流入室13内的水压而在打开方向上向上运动。
如从图4得知的那样，在控制室5内附加地布置有螺旋压力弹簧41，其同心地围绕先导阀活塞33延伸并且支撑在主阀活塞21和轴向对置的阀壳体壁43之间。
图6至9中示出清洁钢丝3的其它变型。由此，在图6中清洁钢丝3不具有圆形断面，而是具有四边断面。为了提高刮刀特性，该四边断面螺旋形地旋转。图7中，清洁钢丝3的钢丝本体49螺旋形地盘卷。连接在其上的自由钢丝端45，也如以上的实施变型那样，笔直地构造有通用的恒定的钢丝横截面。图8中，清洁钢丝3的钢丝本体49具有波浪外形53。波浪外形53的浪高在向着朝向流入室13的先导管道开口47的方向增加。图9中，自由钢丝端45不再笔直地实施，而是以弯曲的回线55的方式来实施。
图10中示出另外一个实施例，其可以视为相对于以上的实施例的替换物或者构成对此的扩展构造。由此，根据图10.主阀座23具有朝向主阀活塞21的密封面57，其被分成两部分，即，处在横向于轴向方向上的平坦的基本面59和由此朝向主阀活塞21的方向凸出的密封棱边61。密封棱边61布置在径向内部并且基本面59布置在径向外部。基本面59作为运动挡板发挥作用，以限界主阀活塞21的冲程运动。
相对于图10在示出的替代变型，密封棱边61也可以布置在径向外部并且基面59布置在径向内部。此外，密封棱边61也可以在径向方向上观察而言居中地布置，即，不但径向外部而且径向内部地由平坦的基本面59限界。
附图标记列表
1 先导管道 55 回线
3 清洁钢丝元件 57 密封面
5 控制室 59 基本面
11 主阀 61 密封棱边
13 流入室 F 横向力
15 流出室
17 先导阀
19 阀壳体
21 主阀活塞
23 主阀座
25 阀间隙
27 薄膜
29 薄膜板
31 泄压管道
33 先导阀活塞
34 先导阀座
35 按钮
37 转动旋钮
41 螺旋压力弹簧
43 壳体壁
45 致动轮廓
47 先导管道开口
49 钢丝本体
51 开口边缘
53 波浪外形

Claims (12)

1.用于液体流量调节的自身媒介控制的调节阀，该调节阀具有主阀(11)，该主阀包括能够在轴向方向上进行冲程移动的主阀活塞(21)和与该主阀活塞共同起作用的主阀座(23)，该主阀座在径向内部限界一个流出室(15)并且在径向外部限界一个流入室(13)；并且该调节阀具有用于控制该主阀活塞(21)的先导阀(17)，该先导阀在该主阀活塞(21)的背离该主阀座(23)的一侧具有控制室(5)，该控制室通过在该主阀活塞(21)内的先导管道(1)与该流入室(13)流体连通并且通过泄压管道(31)与该流出室(15)流体连通，并且该先导阀具有先导阀活塞(33)，该先导阀活塞在关闭位置中关闭该泄压管道(31)，即在该控制室(5)内形成关闭压力以及在该主阀活塞(21)在关闭方向上进行冲程移动的情况下，并且该先导阀活塞在打开位置中打开该泄压管道(31)，即在该控制室(5)和该流出室(15)之间压力平衡以及在该主阀活塞(21)在打开方向上进行冲程移动的情况下，其中在轴向方向上位置固定的清洁钢丝元件(3)借助孔隙穿过该先导管道(1)地导向，并且在该主阀活塞(21)进行冲程移动的情况下，该先导管道(1)能够沿着在其内导向的清洁钢丝元件(3)运动，其特征在于，该清洁钢丝元件(3)具有这样的致动轮廓(45)，该致动轮廓至少能够在该主阀活塞(21)进行冲程移动的情况下被带至与构造在该主阀活塞(21)上的对应轮廓(51)滑动接触，即，在形成作用于该清洁钢丝元件(3)上的横向力(F)的情况下。
2.根据权利要求1所述的自身媒介控制的调节阀，其特征在于，所述清洁钢丝元件(3)具有在钢丝长度延伸方向上尤其通常笔直的钢丝本体(49)，所述致动轮廓(45)在横向方向上从该钢丝本体突出。
3.根据权利要求1或2所述的自身媒介控制的调节阀，其特征在于，所述致动轮廓(45)是所述清洁钢丝元件(3)的自由钢丝端，并且/或者先导管道开口(47)的开口边缘被构造成所述对应轮廓(51)。
4.根据权利要求3所述的自身媒介控制的调节阀，其特征在于，穿过所述先导管道(1)导向的清洁钢丝元件(3)的自由钢丝端(45)从朝向所述流入室(13)的先导管道开口(47)伸出，并且尤其是所述清洁钢丝元件(3)的自由钢丝端(45与所述流入室(13)的限界壁相隔开一距离。
5.根据权利要求4所述的自身媒介控制的调节阀，其特征在于，为了构造所述致动轮廓(45)，所述自由钢丝端相对于所述钢丝本体(49)偏移一斜角(α)，尤其是在0°至45°的范围内。
6.根据以上权利要求之一所述的自身媒介控制的调节阀，其特征在于，所述清洁钢丝元件(3)具有圆形断面或者多边形断面，尤其四边形断面，并且尤其所述清洁钢丝元件(3)以多边形断面螺旋形地旋转以提高棱边的刮擦性能。
7.根据权利要求6所述的自身媒介控制的调节阀，其特征在于，所述清洁钢丝元件(3)——尤其它的钢丝本体(49)——螺旋形地盘卷，并且/或者尤其固定在该钢丝本体上的所述自由钢丝端(45)笔直地构造有通常恒定的钢丝横截面。
8.根据权利要求6所述的自身媒介控制的调节阀，其特征在于，所述清洁钢丝元件(3)——尤其它的钢丝本体(49)——具有波浪外形(53)，并且尤其该波浪外形(53)的浪高在朝向所述流入室(13)的先导管道开口(47)的方向上增加。
9.根据权利要求3至8之一所述的自身媒介控制的调节阀，其特征在于，所述自由钢丝端(45)具有弯曲的回线(55)。
10.根据以上权利要求之一所述的自身媒介控制的调节阀，其特征在于，在所述控制室(5)内，螺旋压力弹簧(41)支撑在所述主阀活塞(21)和与该主阀活塞在轴向上相背离的阀壳体壁(43)之间，并且该螺旋压力弹簧(41)能够借助清洁钢丝元件(3)延伸。
11.尤其根据以上权利要求之一所述的自身媒介控制的调节阀，其特征在于，所述主阀座(23)具有朝向所述主阀活塞(21)的密封面(57)，并且该密封面(57)被划分成在横向于轴向方向上的平坦的基本面(59)和在朝向所述主阀活塞(21)的方向上的从该基本面凸出的密封棱边(61)。
12.根据权利要求1所述的自身媒介控制的调节阀，其特征在于，所述密封棱边(61)布置在径向内部并且所述基本面(59)布置在径向外部，并且/或者所述基本面(59)用作用于限界所述主阀活塞(21)的冲程运动的运动挡板。
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