CZ287515B6 - Mixer tap battery cartridge with thermostatic temperature control - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká kazety kohoutové mísící baterie, ve které jsou známým způsobem uspořádány přítokový kotouček a řídicí kotouček, vytvořené s výhodou z keramiky, v řídicím kotoučku jsou známým způsobem vytvořeny teplovodní komora zpětného toku a studenovodní komora zpětného toku, v přítokovém kotoučku je vytvořen teplovodní přetokový kanál a teplovodní kanál zpětného toku a studenovodní přetokový kanál a studenovodní kanál zpětného toku, na studenovodní přetokový kanál je napojen studenovodní přítokový kanál, na studenovodní kanál zpětného toku je napojen studenovodní výtokový kanál, dále na teplovodní přetokový kanál je napojen teplovodní přítokový kanál a na teplovodní kanál zpětného toku je napojen teplovodní výtokový kanál.

Dosavadní stav techniky

Již delší dobu jsou známy kohoutové mísící baterie, které slouží k míšení studené a teplé vody, ve kterých je přítok teplé, resp. studené vody zajištěn dvěma oddělenými kohouty. Tím se upravuje žádaná teplota mezi teplotami přítoků teplé, resp. studené vody. Stoupající požadavek na pohodlí při používání vedl k výrobě jednopákových mísících baterií, které se od poloviny šedesátých let objevovaly s keramickým plochým těsněním (viz USA pat. č. 423 524 z 5. 1. 1965).

Tyto jednopákové mísící baterie s keramickým plochým těsněním jsou přes změny, vylepšování a renovace detailů, v základě ještě dnes, jak v konstrukci, tak i při používání, identické s originálem. Ovládáním páky se vzájemně proti sobě posouvají dvě tvrdé keramiky s hladkým povrchem, tvořící vzájemně ploché těsnění, a tím se reguluje poměr míšení a průtočné množství teplé a studené vody. Obyčejně se pohybem páky nahoru a dolů ovládá otvírání a zavírání, přičemž otáčení zabezpečuje nastavení teploty. Ve zmíněných keramických kotoučcích jsou vytvořeny odpovídající přítokové a odtokové otvory, popř. mísící prostory.

Ovládací jednotka, která obsahuje oba keramické kotoučky, pohyblivé a otočné prvky a ovládací páku a na kterou se montuje jediný ovládací kohout, se jako kompletní jednotka nazývá kazeta.

Kromě toho se nejprve pro potřeby chirurgie objevily mísící baterie, které zjišťují přesnou teplotu vytékající vody a nazývají se termostatické kohoutové mísící baterie.

Pro tyto mísící baterie byly vyvinuty, vzájemně nezávislé ovládací prvky. Jedním z nich se může otevřít a zavřít proudění smíšené vody, a tvořen ventilem s obvyklým gumovým těsněním nebo spíše s keramickým plochým těsněním. Druhý ovládací prvek slouží k přesnému nastavení a regulaci teploty vytékající vody aje založen na funkci přesně kalibrovaného prvku, roztahujícího se teplem.

Roztahování prvku teplem pohybuje pístem a slouží k regulaci přítoku studené a teplé vody. Tento píst a s ním montovaný roztažný prvek jsou tlačeny rovnoměrnou silou pružiny ke konci závitového vřetena. Do tohoto vřetena je vestavěna protipružina s větší pružící silou. Ta zajišťuje, že v případě náhlého pohybu řídicího vřetena teploty (v první řadě, když se knoflík pro řízení teploty přestaví z teplé na studenou vodu), nemůže být píst s velmi malým chodem (0,8 až 1 mm) napjat.

- 1 CZ 287515 B6

Na konci vřetena pro řízení teploty se může uspořádat otočný knoflík s jemně rozčleněnými žebry do polohy, ve které se, při nastavené teplotě vody (38 až 40 °C), shoduje hodnota na stupnici se základním signálem.

V praxi je teplotní stupnice umístěna na otočném knoflíku, zatímco základní značka je umístěna na pouzdru mísící baterie, ale může to být i obráceně. U termostatických mísících baterií souhlasí teplota vytékající vody s hodnotou, udávanou na stupnici, nezávisle na teplotě, tlaku a vytékajícího množství studené a teplé vody. Cena termostatické kohoutové mísící baterie je mnohonásobně vyšší než cena jednopákové kohoutové mísící baterie, vybavené keramickými kotoučky.

Nepříznivou vlastností jednopákových mísících kohoutových baterií je, že teplota vytékající vody je závislá nejen na poloze otočení ovládací páky, ale také na teplotě a tlaku studené a teplé vody a na nastaveném výtokovém množství. To je pozorovatelné, když se kohout v úplně otevřeném stavu při daném úhlu otočení páky přivře. Teplota vytékající vody se změní, nezůstane tedy konstantní.

Také známé termostatické mísící baterie mají mnohé nepříznivé vlastnosti, pro které se stávají častěji poruchovými. Jedna z největších nevýhod je, že otevření a zavření výtoku vody se neděje při odděleném přítoku studené, resp. teplé vody, ale po termostatické regulaci teploty. Protože ovládací píst nemůže vzájemně úplně uzavřít větve studené a teplé vody, jsou sítě potrubí studené a teplé vody v zavřeném stavu baterie vzájemně propojeny, atak by mohlo dojít i při nejmenším tlakovém rozdílu k proudění.

Aby se tomu zabránilo, musí se u takových mísících baterií při zavádění studené a teplé vody zamontovat vždy zpětný ventil.

Protože u těchto zpětných ventilů může i malá částečka nečistot zabránit úplnému uzavření, je nezbytné před tyto ventily vestavět jemná síta. Další nevýhodou jen požadavek na dvě navzájem nezávislé řídicí jednotky pro regulaci množství vody a teploty vody, které vyžadují materiálově nákladné a nekonvenčně konstruované a tvarované kryty.

Cílem tohoto vynálezu je odstranění shora zmíněných nepříjemných vlastností a zjednodušení používání a montáže termostatických kohoutových mísících baterií i zvýšení jejich provozní spolehlivosti.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vytvoření kazety kohoutové mísící baterie, která umožňuje nastavit množství a teplotu vytékající vody jedním ovládacím prvkem, s výhodou pákou, přičemž jak je u jednopákových kohoutových mísících baterií obvyklé nastavuje otáčivý pohyb této páky teplotu a kolmý pohyb množství vytékající vody.

Uvedený úkol řeší kazeta kohoutové mísící baterie, ve které jsou známým způsobem uspořádány přítokový kotouček a řídicí kotouček, vytvořené s výhodou z keramiky, v řídicím kotoučku jsou známým způsobem vytvořeny teplovodní komora zpětného toku a studenovodní komora zpětného toku, v přítokovém kotoučku je vytvořen teplovodní přetokový kanál a teplovodní kanál zpětného toku a studenovodní přetokový kanál a studenovodní kanál zpětného toku, na studenovodní přetokový kanál je napojen studenovodní přítokový kanál, na studenovodní kanál zpětného toku je napojen studenovodní výtokový kanál, dále na teplovodní přetokový kanál je napojen teplovodní přítokový kanál a na teplovodní kanál zpětného toku je napojen teplovodní výtokový kanál, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že druhý konec teplovodního

-2CZ 287515 B6 výtokového kanálu a studenovodního výtokového kanálu jsou uspořádány vedle řídicího pístu, který je, s výhodou v mechanickém, spojení s vložkou roztahující se teplem, vedle konce této vložky roztahující se teplem je uspořádán polohovací orgán, s výhodou zdvižná tyč, zasahující do řídicího vřetena, na druhém konci zdvižné tyče je uspořádána s výhodou protipružina, která je s výhodou umístěna také v řídicím vřetenu, přičemž studenovodní přetokový kanál, studenovodní kanál zpětného toku, teplovodní přetokový kanál, jakož i teplovodní kanál zpětného toku, vytvořené v přítokovém kotoučku, mají alespoň na části, která se dotýká řídicího kotoučku, tvar v podstatě kruhového oblouku nebo podobný a řídicí kotouček je přímo nebo nepřímo napojen na keramickou pohybovou páku, která je přímo nebo nepřímo v unášecím spojení s polohovacím orgánem, popřípadě přes nastavovací vřeteno.

Shora zmíněný úkol lze řešit kazetou kohoutové mísící baterie, ve které je kolem vložky roztahující se teplem uspořádána nastavovací pružina, která se jedním koncem opírá o řídicí píst a druhým koncem o závěrný šroub.

Dále může být v řídicím vřetenu uspořádáno pouzdro pro jemné nastavení.

Dále může být řídicí vřeteno spojeno s ovládací pákou uzavíracím víčkem.

Řídicí vřeteno může být v unášecím spojení s přídržným prvkem páky.

Přehled obrázků na výkresech

Konstrukce a funkce kazety kohoutové mísící baterie podle vynálezu bude dále blíže popsána s odvoláním na výkresy, na kterých jednotlivé obrázky znázorňují:

Obr. 1 - příklad provedení termostatické kazety kohoutové mísící baterie v řezu.

Obr. 2 - pohled zdola a ze strany na keramický řídicí kotouček kazety kohoutové mísící baterie podle obr. 1 v částečném řezu.

Obr. 3 - pohled shora na keramický přítokový kotouček.

Obr. 4 a 5 - vzájemné uspořádání dvou keramických kotoučků v různých úhlových polohách.

Obr. 6 - možná alternativa spojení mezi ovládací pákou a nastavovacím vřetenem u kazety kohoutové mísící baterie podle vynálezu.

Obr. 7 - jiná možnost mechanického spojení u kazety kohoutové mísící baterie podle vynálezu, v provedení s rozšířením o pouzdro pro jemné nastavení, v částečném řezu.

Příklady provedení vynálezu

Podle obr. 1 je toto provedení kazety kohoutové mísící baterie podle vynálezu, uspořádáno v krytu 1 a je uzavřeno víkem 2. Mezi přídržným prvkem 4 páky a keramickým pohyblivým prvkem 3 je kluzná plocha JO.

V centrálním vrtání krytu lje uspořádáno nastavovací vřeteno 8 se závitovým spojením.

V nastavovacím vřetenu 8 a v koncentrickém vrtání krytu J je umístěna zdvižná tyč 15, která je vůči krytu 1 utěsněna čtvrtým těsnicím kroužkem 21.

-3CZ 287515 B6

Konec nastavovacího vřetena 8, ležící proti krytu _1, je s výhodou rýhován. Uvnitř řídicího vřetena 8 je dále o zdvižnou tyč 15 opřena podložka 24 a mezi podložkou 4 a závitovým nastavovacím šroubem 17 s pružinou, je uspořádána protipružina 14. V krytu 1 je vytvořen teplovodní přítokový kanál 3_1, teplovodní výtokový kanál 32, studenovodní přítokový kanál 35 a studenovodní výtokový kanál 36.

V dutém prostoru krytu 1 je s výhodou koncentricky uložena vložka 12 roztahující se teplem, která je mechanicky spojena s řídicím pístem 9. Na konci vložky 12, roztahující se teplem, ležícím proti zdvižné tyči J5, je uspořádána nastavovací pružina 13, podepřená uzavíracím šroubem 16.

Řídicí píst 9 je vůči krytu 1 utěsněn druhým těsnicím kroužkem J9. Vnější strana krytu 1 je utěsněna třetím těsnicím kroužkem 20.

Přítokový kotouček 6 je uspořádán na straně krytu J, ležící proti uzavíracímu šroubu 16 a výtoku 40 smíšené vody. V něm je k přítokovému teplovodnímu kanálu 31 přizpůsoben teplovodní přetokový kanál 33. Na teplovodním výtokovém kanálu 32 je upraven teplovodní kanál 34 zpětného toku. Na studenovodní výtokový kanál 36 je přilícován studenovodní kanál 38 zpětného toku a na studenovodním přítokovém kanálu 35 je vytvořen studenovodní přetokový kanál 37. Mezi přítokovým kotoučkem 6a krytem Ije umístěno tvarové těsnění 22.

Na straně přítokového kotoučku 6, ležící proti krytu J, je uspořádán řídicí kotouček 7 a nad ním pohyblivý prvek 3. Nad pohyblivým prvkem 3 je uspořádána kluzná deska 10 a nad ní přídržný prvek 4 páky, ve kterém je uložena na kolíčcích 23 páka 5.

Na obr. 2 je znázorněn pohled zdola a ze strany na řídicí kotouček 7 v částečném řezu. Podle výkresu jsou v řídicím kotoučku 7 vytvořeny: teplovodní komora 41 zpětného toku a studenovodní komora 42 zpětného toku.

Obr. 3 ukazuje pohled shora na přítokový kotouček 6. V něm je vytvořen teplovodní přetokový kanál 33, teplovodní kanál 34 zpětného toku, studenovodní přetokový kanál 37 a studenovodní kanál 38 zpětného toku.

Na obr. 4 a 5 jsou znázorněny různé vzájemné polohy přítokového kotoučku 6 a řídicího kotoučku 7.

Na obr. 6 je znázorněno mechanické spojení páky 5 pro pohyb keramiky a nastavovacího vřetena 8. Podle obr. 6 jsou páka 5 a nastavovací vřeteno 8 spojeny ovládací pákou 6 a uzavíracím víčkem 25, které je na krytu 1 připojeno je dvojhranným prstencem 27, přičemž ovládací páka 26 prochází unášecí drážkou 8 ve víčku 25.

Kazeta kohoutové mísící baterie s regulací teploty podle obr. 7 se liší od provedení podle obr. 1 tím, že nastavovací vřeteno 8 je ve směru otáčení spojeno s přídržným prvkem 4 páky prostřednictvím žebrovaně upraveného, konce vřetena. Tak není pro zajištění unášecího spojení mezi nastavovacím vřetenem 8 a pohybovou pákou 5 uzavírací víčko 5, uvedené na obr. 6. Dále se liší tím, že v nastavovacím vřetenu 8 je s výhodou uspořádáno vestavěné pouzdro 43 pro jemné nastavení.

Dále bude blíže vyložena funkce kazety kohoutové mísící baterie, znázorněné na obr. 1 až 7.

U provedení kohoutové mísící baterie podle obr. 1 prochází teplá voda teplovodním přítokovým kanálem 31 do teplovodního přetokového kanálu 33 přítokového kotoučku 6. Odtud přichází

-4CZ 287515 B6 teplá voda v množství, závislém na příslušné vzájemné poloze přítokového kotoučku^ a řídicího kotoučku 7 přes teplovodní komoru 41 zpětného toku (na obr. 1 neznázoměno) nejprve do teplovodního kanálu 34 zpětného toku, odkud pak teplovodním výtokovým kanálem 32 ke spodní části řídicího pístu 9, mechanicky spojeného s vložkou 12 roztahující se teplem.

Studená voda prochází studenovodním přítokovým kanálem 35, potom studenovodním přetokovým kanálem 37, studenovodní komorou 42 zpětného toku (na obr. 1 neznázoměno) studenovodním kanálem 38 zpětného toku a studenovodním výtokovým kanálem 36 na horní díl řídicího pístu 9.

Řídicí kotouček 7 je jednak posuvný kolmo k ose otáčení po přítokovém kotoučku 6 působením pohybové páky 5, uložené ve víčku 2 v přídržném prvku 4 páky a pohybového prvku 3 keramiky, a dále je podle obr. 4 a 5 otočný.

Toto posouvání, kolmé k ose otáčení, zajišťuje, že je v libovolné poloze v rozmezí rozsahu úhlu otáčení k dispozici pro průtok teplé, popř. studené vody průtočný průřez, který je proměnlivý v závislosti na kolmém posunutí k ose otáčení, ale relativně stejný, to znamená, že horní a dolní část řídicího pístu 9 je zásobována přítokem proudu teplé a studené vody stále stejného průřezu.

S ohledem na to, že při libovolném otočení páky 5 závisí průtočný průřez, který je pro přívod teplé, popřípadě studené vody k dispozici mezi přítokovým kotoučkem 6 a řídicím kotoučkem Ί, jen na kolmé poloze páky 5, používá se otočení páky 5 k nastavení regulace teploty.

Nastavovací vřeteno 8 mechanicky spojené s pákou 5, popřípadě v jiných provedeních s jinými prvky s pákou 5 spojenými, určuje polohu zdvižné tyče 15 přes podložku 24, předepjatou protipružinou 14. U druhého konce zdvižné tyče 15 je uspořádána vložka 12 roztahující se teplem, jejíž druhý konec je umístěn ve výtoku 40 smíšené vody. Teplota existující ve výtoku 40 smíšené vody se může nastavit na teplotu mezi teplotou studené a teplé vody nastavením řídicího pístu 9, spojeného s nastavovacím vřetenem 8.

V klidové poloze jsou řídicí píst 9 a s ním spojená vložka 12 roztahující se teplem tak tlačeny nahoru nastavovací pružinou 13, že řídicí píst uzavírá výtokový kanál 36 studené vody, takže ačkoliv je průtok řídicím kotoučkem 7 uvolněn zdvižením páky 5 pro studenou i teplou vodu, dospěje teplovodním výtokovým kanálem 32 do směšovacího prostoru39 jen teplá voda, a to tak dlouho, dokud výtoková teplota vody nedosáhne teploty, nastavené otáčením nastavovacího vřetene 8.

Při této teplotě se vložka 12 roztahující se teplem vlivem svého roztažení opře o konec zdvižné tyče 15, a protože tlačná síla protipružiny 14 podstatně překročí tlačnou sílu nastavovací pružiny 13, přesune se řídicí píst 9 a otevře jednak studenovodní výtokový kanál 36, jednak trochu přivře teplovodní výtokový kanál 32, dokud výtoková teplota vody ve směšovacím prostoru 39, popřípadě ve výtoku 40 smíšené vody, nedosáhne nastavené teploty.

S ohledem na to, že zdvihnutím páky 5, popřípadě s ní spřažené ovládací páky 26 podle obr. 6, se mohou průřezy průtoků teplé a studené vody měnit stejnou měrou, posunutím řídicího kotoučku 7 kolmo k ose otáčení, zůstává při libovolném úhlu nastavení páky 5 nebo ovládací páky 26 průřez proudů obou přitékajících vod různých teplot stejný. Tak se teplota smíšené vody určuje výlučně natočení nastavovacího vřetena 8, prováděného pákou 5, nebo ovládací pákou 26, popřípadě takto danou polohou zdvižné tyče 15.

Podložka 24, která je uspořádána v řídicím vřetenu 8, pružinový nastavovací šroub 17 a předepjatá protipružina 14 zajišťují, že nastavovaná teplota vody může být měněna bez problémů směrem dolů. K. tomu účelu se nastavovací vřeteno 8, resp. zdvižná tvč 15 pohybuje

-5 CZ 287515 B6 směrem dolů, což by v případě tuhého spojení způsobilo náraz řídicího pístu 9 na uzavírací šroub 16 kvůli roztahování vložky 12 roztahující se teplem a tím by došlo ke vzpříčení nebo poškození. Protože ale v takovém případě nárazu, který by nastal v dolní poloze řídicího pístu 9 při dalším otáčení nastavovacího vřetena 8 zdvihne zdvižná tyč 15 podložku 24 proti protipružině 14. čímž se zamezí poškození konstrukce.

Provedení podle obr. 7 zjednodušuje konstrukční uspořádání tím, že nastavovací vřeteno 8 je ve směru otáčení v bezprostředním unášecím spojení s přídržným prvkem 4 páky. Kromě toho je v nastavovacím vřetenu 8 v závitovém spojení uspořádáno pouzdro 43 pro jemné nastavení. Jeho použití usnadňuje optimální kalibraci kazety, protože v dané poloze otočení řídicího vřetena 8 se může výtoková teplota vody jemně nastavit otáčením pouzdra 43 pro jemné nastavení.

Výhodou kazety termostatické kohoutové mísící baterie je, že v kompletní jednotce je soustředěna tradiční keramická kazeta ajednotka regulace teploty. To umožňuje všeobecné rozšíření použití termostatického nastavení teploty a využití termostatické regulace teploty i u známých jednopákových mísících baterií. Je nutno zdůraznit, že ve srovnání s původními keramickými kazetami se regulace množství vody, otvírání a zavírání provádí před termostatickou regulací teploty. Otvírání a zavírání teplé a studené vody se děje pomocí dvou speciálně vyvinutých keramických kotoučků, štěrbinovým řízením, takže není třeba zpětných ventilů. Vzhledem ke směru proudění vody je termostatická regulace uspořádána za keramickými kotoučky, sloužícími k otvírání a zavírání, odkud voda dospěje ihned do výtoku smíšené vody.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Kazeta kohoutové mísící baterie, ve které jsou uspořádány přítokový kotouček (6) a řídicí kotouček (7), vytvořené s výhodou z keramiky, v řídicím kotoučku (7) jsou vytvořeny teplovodní komora (41) zpětného toku a studenovodní komora (42) zpětného toku, v přítokovém kotoučku (6) je vytvořen teplovodní přetokový kanál (33) a teplovodní kanál (34) zpětného toku a studenovodní přetokový kanál (37) a studenovodní kanál (38) zpětného toku, na studenovodní přetokový kanál (37) je napojen studenovodní přítokový kanál (35), na studenovodní kanál (38) zpětného toku je napojen studenovodní výtokový kanál (36), dále na teplovodní přetokový kanál (33) je napojen teplovodní přítokový kanál (31) a na teplovodní kanál (34) zpětného toku je napojen teplovodní výtokový kanál (32), vyznačující se tím, že druhý konec teplovodního výtokového kanálu (32) a studenovodního výtokového kanálu (36) jsou uspořádány vedle řídicího pístu (9), který je, s výhodou v mechanickém, spojení s vložkou (12) roztahující se teplem, vedle konce této vložky (12) roztahující se teplem je uspořádán polohovací orgán, a to zdvižná tyč (15), zasahující do řídicího vřetena (8), na druhém konci zdvižné tyče (15) je uspořádána protipružina (14), která je umístěna také v řídicím vřetenu (8), přičemž studenovodní přetokový kanál (37), studenovodní kanál (38) zpětného toku, teplovodní přetokový kanál (33), jakož i teplovodní kanál (34) zpětného toku, vytvořené v přítokovém kotoučku (6), mají alespoň na části, která se dotýká řídicího kotoučku (7), tvar v podstatě kruhového oblouku a řídicí kotouček (7) je přímo nebo nepřímo napojen na keramickou pohybovou páku (5), která je přímo nebo nepřímo v unášecím spojení s polohovacím orgánem, popřípadě přes nastavovací vřeteno (8).
2. 2. Kazeta kohoutové mísící baterie podle nároku 1, vyznačující se tím, že kolem vložky (12), roztahující se teplem je uspořádána pružina (13), jejíž jeden konec je opřen o řídicí píst (9) a jejíž druhý konec je opřen o závěrný šroub (16).

   -6CZ 287515 B6
3. 3. Kazeta kohoutové mísící baterie podle některého z nároků la2, vyznačující se tím, že v řídicím vřetenu (8) je uspořádáno pouzdro (43) pro jemné nastavení, se závitovým spojením.
4. 4. Kazeta kohoutové mísicí baterie, podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že nastavovací vřeteno (8) je spolu s ovládací pákou (26) uzavřeno uzavíracím víčkem (25).

   10 5. Kazeta kohoutové mísicí baterie podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že řídicí vřeteno (8) je v unášecím spojení s přídržným prvkem (4) páky.
5. 5 výkresů