DE112012005017T5

DE112012005017T5 - Duschkopf für Notfall-Waschsystem

Info

Publication number: DE112012005017T5
Application number: DE112012005017.7T
Authority: DE
Inventors: Timothy E. Perrin; Kevin B. Kline; Jeffery S. Jaworski
Original assignee: Bradley Fixtures Corp
Current assignee: Bradley Fixtures Corp
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2014-08-21
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: GB2512229B; US20120073043A1; DE112012005017B4; GB201411179D0; GB2543219A; GB201700928D0; WO2013082215A1; GB2512229A; GB2543219B; US8490895B2

Abstract

Vorrichtung zum Steuern einer Fluid-Strömung in einem Notfall-Waschsystem, mit einem Körper und einem Steuerelement, das zumindest teilweise in dem Körper angeordnet und konfiguriert ist, um in der Fluid-Strömung eine Rotation zu bewirken. Das Steuerelement umfasst ein erstes, im Wesentlichen zylindrisches Bauteil, in dem ein erster Auslassbereich gebildet ist, wobei der erste Auslassbereich ausgestaltet ist, um einen ersten Bereich der Fluid-Strömung als eine axiale Strömung aus dem Steuerelement heraus zu leiten; ein zweites, im Wesentlichen zylindrisches Bauteil, das mit dem ersten Bauteil gekoppelt ist; und eine Mehrzahl von radial verlaufenden Bauteilen, die sich zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil erstrecken, wobei jedes der Mehrzahl von Bauteilen eine Ablenkfläche hat, die relativ zu einem zweiten Bereich der Strömung abgewinkelt und ausgestaltet ist, um eine Rotation des zweiten Bereichs der Strömung zu bewirken.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 2. Dezember 2011 angemeldeten US-Anmeldung Nr. 13/310,396. Diese Anmeldung steht mit der am 26. August 2010 angemeldeten US-Anmeldung Nr. 12/869,551 in Beziehung, die eine Continuation der am 25. Juni 2008 angemeldeten US-Anmeldung Nr. 12/146,025 ist, jetzt US-Patent Nr. 7,806,348, veröffentlicht am 5. Oktober 2010. All diese Anmeldungen werden hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in die vorliegende Anmeldung einbezogen.
HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Duschkopf für ein Notfall-Waschsystem.
Es ist allgemein bekannt, für ein Notfall-Waschsystem einen Duschkopf zur Verfügung zu stellen. Ein solcher Duschkopf ist üblicherweise ausgestaltet, um Sprühwasser auszugeben, um einen Benutzer in einer Notfall-Situation mit Wasser zu besprühen (z. B. um ein Feuer zu löschen, um gefährliche Substanzen abzuwaschen, etc.).
Es wäre vorteilhaft, einen Duschkopf für ein Notfall-Waschsystem zur Verfügung zu stellen. Es wäre ebenfalls vorteilhaft, einen Duschkopf zur Verfügung zu stellen, der ein gleichmäßigeres Sprühmuster erzeugt. Es wäre ebenfalls vorteilhaft, einen Duschkopf zur Verfügung zu stellen, der ein gleichmäßigeres Sprühmuster aus einem einzigen Auslass zur Verfügung stellt, um die Wahrscheinlichkeit zu vermindern, dass in Folge von Schmutz oder anderen Ablagerungen im Wasser eine Verstopfung auftritt. Es wäre wünschenswert, einen Duschkopf für ein Notfall-Waschsystem zur Verfügung zu stellen, der einen oder mehrere dieser oder weiterer vorteilhaften Merkmale aufweist. Durch das Bereitstellen eines preiswerten, zuverlässigen und allgemein akzeptierbaren Duschkopfes für ein Notfall-Waschsystem, mit Hilfe dessen die vorstehend genannten und weitere Probleme überwunden werden, wird ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik erreicht.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Ausführungsbeispiel betrifft eine Vorrichtung zum Steuern einer Fluid-Strömung in einem Notfall-Waschsystem, wobei die Vorrichtung einen Körper; ein Steuerelement, das sich zumindest teilweise in dem Körper befindet und ausgestaltet ist, um in der Fluid-Strömung eine Rotation zu bewirken, wobei das Steuerelement ein erstes, im Wesentlichen zylindrisches Bauteil aufweist, durch das ein erster Auslassbereich definiert ist, wobei der erste Auslassbereich ausgestaltet ist, um einen ersten Bereich der Fluid-Strömung als eine axiale Strömung aus dem Steuerelement heraus zu leiten; ein zweites, im Wesentlichen zylindrisches Bauteil, das mit dem ersten Bauteil gekoppelt ist; und eine Mehrzahl von sich radial erstreckenden Bauteilen aufweist, die sich zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil erstrecken, wobei jedes der Mehrzahl von Bauteilen eine Ablenkfläche aufweist, die relativ zu einem zweiten Bereich der Strömung abgewinkelt und ausgestaltet ist, um eine Rotation des zweiten Bereichs der Strömung zu bewirken.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel betrifft eine Vorrichtung zum Steuern einer Fluid-Strömung in einem Notfall-Waschsystem, wobei die Vorrichtung einen Körper; ein Steuerelement, das sich zumindest teilweise in dem Körper befindet; wobei das Steuerelement einen ersten Körper, der ausgestaltet ist, um eine axiale Strömung eines ersten Bereichs des Fluids zu bewirken; und einen zweiten Körper aufweist, der über eine Mehrzahl von Strömungsleitelementen mit dem ersten Körper gekoppelt ist, wobei sich jedes Strömungsleitelement entlang einer Außenfläche des ersten Körpers in einer im Wesentlichen schraubenförmigen Weise erstreckt und ausgestaltet ist, um auf den zweiten Bereich des Fluids eine Rotation aufzubringen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel betrifft eine Vorrichtung zum Steuern einer Fluid-Strömung, wobei die Vorrichtung einen Körper; ein Steuerelement, das sich zumindest teilweise in dem Körper befindet und ausgestaltet ist, um auf die Fluid-Strömung eine Rotation aufzubringen, wobei das Steuerelement ein oberes Bauteil aufweist; und ein unteres Bauteil aufweist, das über eine Mehrzahl von Strömungssteuerelementen mit dem oberen Bauteil gekoppelt ist, wobei jedes Strömungssteuerelement eine gekrümmte Ablenkfläche hat; wobei das untere Bauteil ausgestaltet ist, um einen ersten Bereich des Fluids von dem oberen Bauteil zu empfangen und um den ersten Bereich des Fluids als eine axiale Strömung aus einem ersten Auslass heraus zu leiten; und wobei die Mehrzahl von Strömungssteuerelementen ausgestaltet ist, um einen zweiten Bereich des Fluids von dem oberen Bauteil über einen zweiten Auslass zu empfangen und um auf den zweiten Bereich des Fluids eine Rotation aufzubringen, wenn der zweite Bereich des Fluids zwischen dem unteren Bauteil und dem Körper strömt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel betrifft ein Waschsystem zum Bereitstellen einer Fluid-Strömung, wobei das Waschsystem ein Ventil; einen Duschkopf, der mit dem Ventil gekoppelt ist und einen Körper sowie ein Strömungssteuerelement aufweist, wobei das Strömungssteuerelement aufweist: ein oberes, allgemein rohrförmiges Bauteil; ein unteres, konisch verlaufendes Bauteil, das stromabwärts von dem oberen Bauteil vorgesehen und über eine Mehrzahl von Strömungsleitelementen mit dem oberen Bauteil gekoppelt ist; wobei jedes Strömungsleitelement einen oberen Bereich, der sich zwischen dem oberen Bauteil und dem unteren Bauteil erstreckt; und einen länglichen unteren Bereich aufweist, der sich von dem oberen Bereich und entlang der Außenfläche des unteren Bauteils erstreckt, wobei der längliche untere Bereich zumindest eine gekrümmte Fläche hat.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern einer Fluid-Strömung in einem Notfall-Waschsystem. Die Vorrichtung beinhaltet ein erstes Steuerelement, das sich zumindest teilweise in dem Körper befindet und ausgestaltet ist, um in der Fluid-Strömung eine Rotation zu bewirken. Das erste Steuerelement hat einen Einlass, der Fluid empfängt, und einen Auslass, der die Fluid-Strömung in mindestens einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufteilt. Der Auslass hat einen ersten Auslassbereich und einen zweiten Auslassbereich. Der erste Auslassbereich leitet den ersten Bereich der Strömung als eine axiale Strömung aus dem ersten Steuerelement heraus. Der zweite Auslassbereich bewirkt eine Rotation auf den zweiten Bereich der Strömung relativ zu der axialen Strömung.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Steuern einer Fluid-Strömung in einem Notfall-Waschsystem. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Duschkopfes, der ein erstes Steuerelement aufweist; das Bereitstellen einer Fluid-Strömung zum Einlass des Duschkopfes; das Strömen der Fluid-Strömung in das erste Strömungssteuerelement und das Aufteilen der Fluidströmung in einen ersten Strömungsbereich und einen zweiten Strömungsbereich; das Strömen des ersten Strömungsbereichs durch einen ersten Auslass auf einem Pfad koaxial zu einer Achse des ersten Steuerelements; und das Strömen des zweiten Strömungsbereichs durch einen zweiten Auslass auf einem Pfad, der relativ zur Achse des ersten Steuerelements rotiert.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Notfall-Waschsystem, das ausgestaltet ist, um ein Fluid zur Verfügung zu stellen. Das Notfall-Waschsystem umfasst ein Ventil; einen Duschkopf, der mit dem Ventil gekoppelt ist und einen Körper aufweist, ein Strömungsvolumensteuerelement und ein Strömungsrotationssteuerelement. Das Strömungsvolumensteuerelement ist ausgestaltet, um das Volumen der Fluid-Strömung zu steuern. Das Strömungsrotationssteuerelement befindet sich stromabwärts bezüglich des Strömungsvolumensteuerelements und ist ausgestaltet, um in der Fluid-Strömung eine Rotation zu bewirken. Das Strömungsrotationssteuerelement hat einen Einlass, der Fluid von dem Strömungsvolumensteuerelement empfängt, und einen Auslass. Der Auslass hat einen ersten Auslassbereich, durch den einen Bohrung für einen ersten Bereich der Fluid-Strömung definiert ist, und einen zweiten Auslassbereich, durch den ein ringförmige Öffnung definiert ist, die die Bohrung des ersten Auslassbereichs umgibt und für einen zweiten Bereich der Fluid-Strömung vorgesehen ist. Mindestens ein Bauteil erstreckt sich über die ringförmige Öffnung und hat eine Ablenkfläche, die relativ zur Richtung des ersten Bereichs der Strömung abgewinkelt ist, so dass während der Benutzung Flüssigkeit von der Ablenkfläche abgelenkt wird. Der erste Auslassbereich leitet den ersten Bereich der Strömung als eine axiale Strömung aus dem Strömungsrotationssteuerelement heraus, wobei der zweite Auslassbereich eine Rotation auf den zweiten Bereich der Strömung relativ zur axialen Strömung bewirkt.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem verschiedene Merkmale und Kombinationen von Merkmalen, die in den offenbarten Ausführungsbeispielen gezeigt und beschrieben sind. Weitere Möglichkeiten, wie die Aufgaben und Merkmale der offenbarten Ausführungsbeispiele realisiert werden, sind in der nachfolgenden Beschreibung beschrieben oder werden für den Fachmann nach Lesen dieser Beschreibung offensichtlich. Diese weiteren Möglichkeiten sollen zum Schutzbereich der offenbarten Ausführungsbeispiele gehören, sofern sie in den Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche fallen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Seitenansicht von einem Notfall-Waschsystem (Dusche) mit einer Duschkopf-Baugruppe gemäß einem Ausführungsbeispiel, das fluchtend an einer Decke montiert ist.
2 ist eine Explosionsansicht von einer Duschkopf-Baugruppe gemäß einem Ausführungsbeispiel.
3 ist eine Draufsicht von einem Strömungsregler für die Duschkopf-Baugruppe aus 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
4 ist eine Querschnittsansicht von einem Strömungsteiler aus 2 entlang Linie 4-4 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
5 ist eine Draufsicht von einem Strömungsrotationssteuerelement für die Duschkopf-Baugruppe aus 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
6 ist eine Querschnittsansicht von dem Strömungsrotationssteuerelement aus 5 entlang Linie 6-6.
7 ist eine Querschnittsansicht von einem Bereich des Strömungsrotationssteuerelements aus 5 entlang Linie 7-7 gemäß einem Ausführungsbeispiel, die eine abgewinkelte Ablenkfläche zeigt.
8 ist eine Querschnittsansicht von einem Bereich der Duschkopf-Baugruppe aus 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel, die schematisch die Fluid-Strömung durch den Strömungsteiler und das Strömungsrotationssteuerelement zeigt.
9 ist eine Draufsicht auf den Hauptkörper der Duschkopf-Baugruppe aus 2, die schematisch den ersten und den zweiten Fluid-Pfad durch den Einlass- und den Mündungsbereich der durch den Hauptkörper geformten Düse zeigt.
10 ist eine Querschnittsansicht von einem Bereich des Hauptkörpers der Duschkopf-Baugruppe aus 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel, die schematisch die Fluid-Strömung durch die Düse zeigt.
11 ist eine perspektivische Ansicht von einer Vorrichtung zum Testen eines Notfall-Waschsystems.
12 ist eine Seitenansicht der Duschkopf-Baugruppe aus 2, die gemäß einem Ausführungsbeispiel montiert ist.
13 ist eine Seitenansicht der Duschkopf-Baugruppe aus 2, die gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel montiert ist.
14 ist eine Seitenansicht von einem freistehenden Notfall-Waschsystem (Dusche) gemäß einem Ausführungsbeispiel, das eine Duschkopf-Baugruppe aufweist.
15 ist eine Explosionsansicht von einem Duschkopf gemäß einem Ausführungsbeispiel.
16 ist eine Seitenansicht des Duschkopfes aus 15 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
17 ist eine Draufsicht des Duschkopfes aus 15 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
18 ist eine Querschnittsansicht des Duschkopfes aus 15 entlang Linie 18-18 aus 6 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
19 ist eine perspektivische Ansicht von einem Fluid-Rotationssteuerelement des Duschkopfes aus 15 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
20 ist eine Seitenansicht des Steuerelements aus 19 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
21 ist eine Unteransicht des Steuerelements aus 19 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
22 ist eine Draufsicht des Steuerelements aus 19 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
23 ist eine Querschnittsansicht des Steuerelements aus 19 entlang Linie 23-23 aus 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
24 ist eine perspektivische Ansicht von einem Bereich des Steuerelements aus 19 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
25 ist eine perspektivische Ansicht von einem Bereich des Steuerelements aus 19 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
26 ist eine perspektivische Ansicht von einem Bereich des Steuerelements aus 19 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Bevor eine Anzahl von bevorzugten, beispielhaften und alternativen Ausgestaltungen der Erfindung im Detail beschrieben wird, soll angemerkt werden, dass die Erfindung nicht auf die Details der Konstruktion und der Anordnung der Komponenten beschränkt ist, die in der nachfolgenden Beschreibung beschrieben oder in den Zeichnungen dargestellt sind. Die Erfindung ist für weitere Ausführungsbeispiele geeignet oder kann auf verschiedene Weise realisiert oder ausgeführt werden. Es soll ferner verstanden werden, dass die Begriffe und die Terminologie, wie sie hier verwendet werden, lediglich dem Zweck der Beschreibung dienen und nicht als eine Beschränkung anzusehen sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Bevor mit der detaillierten Beschreibung von bevorzugten und beispielhaften Ausgestaltungen fortgefahren wird, folgen einige Kommentare bezüglich der allgemeinen Anwendbarkeit und dem Schutzbereich davon.
Erstens, obwohl die Komponenten der offenbarten Ausführungsbeispiele als ein Duschkopf dargestellt sind, der für ein Notfall-Duschsystem geeignet ist, können die Merkmale der offenbarten Ausführungsbeispiele sehr viel breiter angewendet werden. Beispielsweise kann das Design des Duschkopfes für andere Anwendungen angepasst werden, bei denen ein gewünschtes Sprühmuster/Wassermenge erforderlich ist, wie zum Beispiel für Installationen im Bereich Haushalt, Wirtschaft und Industrie.
Zweitens, die bestimmten Materialien, die verwendet werden, um die beispielhaften Ausgestaltungen herzustellen, sind ebenfalls nur beispielhaft. Beispielsweise dient spritzgegossenes Acrylnitrilbutadienstyrol (”ABS”) für ein beispielhaftes Verfahren und als Material für die Herstellung der Düse und des Spinners dar, und spritzgegossener Acetal-Kunststoff dient für ein beispielhaftes Verfahren und als Material für die Herstellung der Strömungssteuerung (wobei der O-Ring ein EPDM-Gummi ist), wobei aber auch andere Materialien verwendet werden können, einschließlich thermoplastische Harze, wie zum Beispiel Polypropylen, Polyethylen mit hoher Dichte, andere Polyethylene, Polyurethan, Nylon, verschiedene homopolymere Kunststoffe, Copolymer-Kunststoffe, Kunststoffe mit speziellen Zusätzen, gefüllte Kunststoffe, etc. Außerdem können auch andere Formgebungsverfahren verwendet werden, um diese Komponenten herzustellen, wie zum Beispiel Blasformen, Rotationsformen, etc. Komponenten des Duschkopfes können auch aus Gusseisen oder aus geschmiedetem Metall hergestellt werden, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, Edelstahl oder Aluminium.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Notfall-Waschsystem 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel als eine Notfall-Dusche gezeigt. Solche Waschsysteme 10 sind oft in Laboren oder anderen Umgebungen vorgesehen, wo in Folge von Feuer oder Chemikalien gefährliche Zustände vorliegen können. In solchen Umgebungen, wo die Augen oder der Körper einer Person korrosiven oder sonstigen gefährlichen Materialien ausgesetzt sind, kann durch Notfall-Waschsysteme 10 ein schnelles Bewässern oder Spülen des Körpers bewirkt werden. Notfall-Waschsysteme können eine Augenwasch-Station (nicht gezeigt), um die Augen eines Benutzers zu spülen, und/oder einen Überkopf-Duschkopf 16 umfassen, um den Körper eines Benutzers zu bewässern. Notfall-Waschsysteme 10 werden allgemein durch ein Ventil 12 gesteuert, das durch einen Mechanismus aktiviert wird (wie zum Beispiel über eine Zugschnur in 1, aber auch über einen Hebel, Knopf oder Ähnliches), durch den ermöglicht wird, dass Wasser oder eine andere Substanz, die durch ein Rohrleitung 14 strömt, aus der Augenwasch-Station und/oder dem Duschkopf 16 ausgegeben wird. Gemäß verschiedener beispielhafter Ausgestaltungen ist die Rohrleitung 14 für das Notfall-Waschsystem 10 vollständig freiliegend, teilweise freiliegend, oder kann in den Wänden oder in der Decke eingebracht sein. Wie zum Beispiel in 1 und 12 gezeigt, kann der Duschkopf 16 in der Decke eingebaut sein, und eine Abdeckplatte oder ein anderes Blendenteil 18 kann montiert werden, um das Loch abzudecken. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung, wie in 13 und 14 gezeigt, kann der Duschkopf 16 unter der Decke montiert sein (z. B. an einer freistehenden Einheit), und das Blendenteil 18 kann eine mit dem Duschkopf 16 gekoppelte Schale sein.
Es wird nun auf 2 Bezug genommen, in der eine Duschkopf-Baugruppe 16 gezeigt ist, mit der ein gleichmäßigeres Sprühmuster erzeugt wird und die dazu ausgestaltet ist, um sowohl die Bestimmungen der Vereinigten Staaten (z. B. lokal, staatlich und/oder bundesstaatlich) und die neuen europäischen Bestimmungen zu erfüllen, und um ein verbessertes Abwaschen durch einen einzigen Auslass zu bewirken. Die Duschkopf-Baugruppe 16 umfasst ein Hauptgehäuse oder einen Körper 20, ein Strömungsvolumensteuerelement 40, eine Trenneinrichtung 50 sowie ein Strömungsrotationssteuerelement 60. Das Strömungsvolumensteuerelement 40 und die Trenneinrichtung 50 sind in dem Strömungsrotationssteuerbauteil oder -element 60 gehalten, das wiederum in dem Hauptkörper 20 gehalten ist. Das Strömungsvolumensteuerelement 40, die Trenneinrichtung 50 und das Strömungsrotationssteuerelement 60 verändern die Wasserströmung, die der Duschkopf-Baugruppe 16 zugeführt wird.
Unter Bezugnahme auf 2 und 10 umfasst der Hauptkörper oder das Gehäuse 20 einen Kopfbereich 34, einen Halsbereich 35 und einen Glockenbereich 36. Der Kopfbereich 34 kann ein Gewinde aufweisen, um die Duschkopf-Baugruppe 16 mit einer Rohrleitung 14 zu koppeln (z. B. über eine Gewindekopplung). Ein Blendenteil (gezeigt in 13) kann vorgesehen sein, das über zusätzlichen Gewindevorsprüngen 38 mit dem Hauptkörper 20 gekoppelt ist. Der Hauptkörper 20 hat eine Bohrung 22, die sich vom Kopfbereich 34, durch den Halsbereich 35 zum Glockenbereich 36 erstreckt. Die Bohrung 22 hat einen ersten Bereich, der das Strömungsrotationssteuerelement 60 aufnimmt, und einen zweiten Bereich stromabwärts bezüglich des ersten Bereichs, der eine Düse 26 bildet (am besten in 10 gezeigt).
Unter Bezugnahme auf 2, 9 und 10 sind längliche Aussparungen oder Nuten 24 in dem ersten Bereich der Bohrung 22 ausgebildet. Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung sind vier Nuten 24 in der Bohrung 22 gebildet, die gleichmäßig um die Bohrung 22 herum beabstandet sind. Mindestens eine der Nuten 24 nimmt einen Vorsprung 64 des Strömungsrotationssteuerelements 60 auf, um während des Betriebs der Duschkopf-Baugruppe 16 eine Rotation des Strömungsrotationssteuerelements 60 relativ zum Hauptkörper 20 zu verhindern, was nachfolgend in größerem Detail beschrieben wird. Die Nuten 24 bilden außerdem Ablaufkerben, um das Fließen von Luft und/oder Wasser durch die Bohrung 22 zwischen dem Strömungsrotationssteuerelement 60 und dem Hauptkörper 20 zu erleichtern. Ein ausreichendes Ablaufen ist gewünscht, um stehendes Wasser zu vermindern, das sich in der Duschkopf-Baugruppe 16 ansammelt, wodurch Bedingungen für das Wachstum von Schimmel, Bakterien und anderen unerwünschten Organismen geschaffen werden.
Unter Bezugnahme auf 3 ist das Strömungsvolumensteuerelement 40 gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung gezeigt. Das Strömungsvolumensteuerelement 40 ist ein Strömungsregler, der ausgestaltet ist, um innerhalb eines Bereichs von Drücken eine allgemein konstante Strömungsrate aufrecht zu erhalten. Ein beispielhafter Strömungsregler ist ein Strömungsregler vom L-Typ, Modell-Nummer 58.6668.1, der über die Firma NEOPERL Inc. in Waterbury, CT, bezogen werden kann. Das Strömungsvolumensteuerelement 40 hat ein äußeres Bauteil 42 mit einer zentralen Öffnung und ein inneres Bauteil 44, das in dem äußeren Bauteil 42 sitzt. Ein elastisches Bauteil, wie zum Beispiel ein O-Ring 46, ist zwischen den Endwänden des inneren Bauteils 44 und des äußeren Bauteils 42 an der stromabwärts gelegenen Seite des Strömungsvolumensteuerelements 40 eingeklemmt. Wenn die Druckdifferenz über dem Strömungsvolumensteuerelement 40 ansteigt (z. B. zwischen der stromaufwärts und der stromabwärts gelegenen Seite), wird der O-Ring 46 in die zentrale Öffnung des Strömungsvolumensteuerelements 40 gedrückt, um dadurch die Strömungsrate der Flüssigkeit durch das Strömungsvolumensteuerelement 40 zu reduzieren (d. h. zu steuern). Wenn die Druckdifferenz reduziert wird, dann zieht sich der O-Ring 46 aus der zentralen Öffnung zurück und drückt das innere Bauteil 44 stromaufwärts. Die Strömung 80 (10) durch das Strömungsvolumensteuerelement 40 wird außerdem durch Speichen 48 an dem inneren Bauteil 44 behindert. Die Größe und/oder Anzahl an Speichen 48 an dem Steuerbauteil 40 kann vermindert oder erhöht werden, um die Strömung durch das Steuerelement 40 zu erhöhen oder zu vermindern. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird durch das Strömungsvolumensteuerelement 40 die Strömungsrate auf zwischen etwa 17 und 24 Gallonen pro Minute (gpm) begrenzt. Beispielsweise kann das Strömungsvolumensteuerelement bei einem Druck von beispielsweise 20 psi die Strömung auf 17 gpm begrenzen. Bei einem höheren Druck von beispielsweise 50 psi kann das Strömungsvolumensteuerelement die Strömung auf 24 gpm begrenzen.
Gemäß weiterer beispielhafter Ausgestaltungen befindet sich das Strömungsvolumensteuerelement 40 nicht in dem Hauptkörper 20 und kann weiter stromaufwärts bezüglich der Duschkopf-Baugruppe 16 vorgesehen sein. Gemäß weiterer beispielhafter Ausgestaltungen kann das Strömungsvolumensteuerelement 40 ein anderes Volumensteuerelement sein, wie zum Beispiel ein Ventil.
Das Wasser fließt durch die Trenneinrichtung 50, nachdem es durch das Strömungsvolumensteuerelement 40 geflossen ist. Die Trenneinrichtung 50 ist ausgestaltet, um die Strömung 80 umzuleiten. Unter Bezugnahme auf 4 ist die Trenneinrichtung 50 ein becherförmiges Bauteil mit einer Endwand 52, einer oder mehreren Seitenöffnungen 54 und einem Flansch 56. Die Trenneinrichtung 50 befindet sich in dem zweiten Steuerelement 60, wobei der Flansch 56 auf einer inneren Schulter oder Kante 65 des zweiten Steuerelements 60 anliegt, wie in 6 gezeigt ist. Wasser, das durch die Trenneinrichtung 50 strömt, trifft auf die Endwand 52 und wird durch die Seitenöffnungen 54 umgeleitet. Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung sind vier Öffnungen 54 gleichmäßig beabstandet um dem Umfang der Trenneinrichtung 50 vorgesehen. Die Strömung 80 durch die Trenneinrichtung 50 ist schematisch in 8 gezeigt.
Unter Bezugnahme auf 5–7 ist ein zweites Steuerelement (oder Strömungsrotationselement) 60 gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung gezeigt. Das zweite Steuerelement 60 bewirkt eine Rotation von mindestens einem Bereich der durch die Duschkopf-Baugruppe 16 fließenden Strömung. Das zweite Steuerelement 60 ist ein allgemein rohrförmiges Bauteil mit einem Einlass 62, in dem das Strömungsvolumensteuerelement 40 und die Trenneinrichtung 50 aufgenommen ist, und einem Auslass 66. Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung stehen zwei Vorsprünge 64 nach außen gerichtet von gegenüberliegenden Seiten des zweiten Steuerelements 60 vor. Die Vorsprünge 64 sind längliche Elemente, die in den Nuten 24 aufgenommen sind, die in der Bohrung 22 des Hauptkörpers 20 gebildet sind. Da das zweite Steuerelement 60 eine Rotation auf die Strömung aufbringt, wird wiederum eine entgegengesetzte Rotationskraft auf das zweite Steuerelement 60 aufgebracht. Durch die in den Nuten 24 sitzenden Vorsprüngen 64 wird das zweite Steuerelement 60 gegen eine Rotation relativ zum Hauptkörper 20 gehalten. Gemäß weiteren beispielhaften Ausgestaltungen kann das zweite Steuerelement 60 gegen eine Drehung relativ zum Hauptkörper 20 mit einem anderen Mechanismus gehalten werden. Beispielsweise kann das zweite Steuerelement 60 mit einem Klebstoff, einem Befestigungsmittel oder mit einem anderen geeigneten Mechanismus gehalten werden. Eine sich nach innen erstreckende Schulter oder Kante 65 bildet eine Fläche, auf der die Trenneinrichtung 50 sitzt, wie am besten in 8 gezeigt.
Der Auslass 66 des zweiten Steuerelements 60 hat einen ersten Auslassbereich 68 (z. B. Anschluss, Öffnung, Durchgang, Loch, etc.) und einen zweiten Auslassbereich 70 (z. B. Anschluss, Öffnung, Durchgang, Loch, etc.). Der erste Auslassbereich 68 bildet allgemein eine Bohrung (z. B. zylindrisch, konisch, elliptisch, rechteckig, etc.), die mit der Längsachse des zweiten Steuerelements 60 ausgerichtet ist. Der zweite Auslassbereich 70 bildet eine ringförmige Öffnung, die den ersten Auslassbereich 68 umgibt. Ein oder mehrere radiale Bauteile 72 erstrecken sich über den zweiten Auslassbereich 70. Die radialen Bauteile 72 bilden eine abgewinkelte Ablenkfläche 74, wie am besten in 7 gezeigt. Die radialen Bauteile 72 erstrecken sich zwischen einem oberen Körper (z. B. einem oberen zylindrischen Bauteil) und einem unteren Körper (z. B. einem unteren zylindrischen Bauteil) des zweiten Steuerelements 60. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die abgewinkelte Ablenkfläche 74 einen Winkel θ zwischen 10 Grad und 80 Grad. Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die abgewinkelte Ablenkfläche 74 einen Winkel θ von etwa 40 Grad.
Unter Bezugnahme auf 6, 7 und 8 teilt der Auslass 66 die Strömung 80 in einen ersten Bereich 82 und einen zweiten Bereich 84 auf. Der erste Strömungsbereich 82 ist eine im Wesentlichen axiale Strömung, die durch den ersten Auslassbereich 68 fließt und parallel zur Längsachse des zweiten Steuerelements 60 strömt. Der zweite Strömungsbereich 84 fließt durch den zweiten Auslassbereich 70. Der zweite Strömungsbereich 84 wird durch die abgewinkelten Ablenkflächen 74 (gezeigt in 7) umgelenkt, so dass er um den ersten Strömungsbereich 82 rotiert, wie am besten in 9 zu sehen ist.
Unter Bezugnahme auf 10 fließt der axiale erste Strömungsbereich 82 und der rotierende zweite Strömungsbereich 84 von dem zweiten Steuerelement 60 in die Düse 26. Die Düse 26 hat einen Einlassbereich 28, eine Mündung 30 und einen Auslassbereich 32. Der Einlassbereich 28 hat einen Anfangsquerschnitt, der etwa die gleiche Größe hat wie der Querschnitt der Bohrung 22 in der Nähe des zweiten Steuerelements 60. Der Querschnitt des Einlassbereichs 28 verengt sich mit zunehmender stromabwärts gerichteter Distanz vom zweiten Steuerelement 60. Die Mündung 30 bildet einen minimalen Querschnitt der Düse 26. Der Querschnitt des Auslassbereichs 32 vergrößert sich mit zunehmender stromabwärts gerichteter Distanz von der Mündung 30, bis er sich in den Glockenabschnitt 36 öffnet.
Zumindest ein Bereich des zweiten Strömungsbereichs 84 strömt entlang der Wände der Düse 26. In der Nähe des zweiten Steuerelements 60 hat der zweite Strömungsbereich 84 eine im Wesentlichen stabile (z. B. organisierte, gleichmäßige, vorhersehbare, etc.) Strömung. Wenn der zweite Strömungsbereich 84 stromabwärts durch die Mündung 30 fließt, wird er zu einer instabilen turbulenten Strömung. Die instabile Strömung bewirkt, dass sich der zweite Strömungsbereich 84 verteilt und zerstreut, wenn er von der Mündung 30 zum Auslass 32 und aus der Duschkopf-Baugruppe 16 heraus fließt, um einen Benutzer mit Wasser besprühen. Der erste Strömungsbereich 82 fließt im Wesentlichen entlang der Längsachse der Düse 26 weiter und bildet den inneren Bereich des Sprühmusters, während der zweite Strömungsbereich aufgeweitet wird, um den äußeren Bereich des Sprühmusters zu erzeugen.
Durch Verwendung einer einzigen großen Öffnung (z. B. Auslass 32), um Wasser aus der Duschkopf-Baugruppe 16 auszugeben, anstelle eines größeren Kopfes mit mehreren Auslässen, um Wasser auf bestimmte Gebiete zu lenken, besteht eine verminderte Wahrscheinlichkeit, dass Schmutz oder andere Partikel in dem Wasser den Auslass blockieren und die Wirksamkeit des Notfall-Waschsystems 10 vermindern. Außerdem ist ein einziger großer Auslass 32 bezüglich der Entstehung von Korrosion weniger anfällig als mehrere kleine Auslässe.
Um zu gewährleisten, dass das aus dem Duschkopf 16 austretende Wasser in ausreichendem Maße den Körper eines Benutzers bedeckt, müssen die Aufweitung und das Muster des Sprühwassers vorsichtig gesteuert werden. Beispielsweise fordert der europäische Standard EN15154-1, dass eingebaute Körperduschen ein Testverfahren erfüllen, welches beinhaltet, dass Wasser auf eine Vorrichtung fällt, die eine Reihe von Kreisen aufweist, wie in 11 gezeigt. Bei einem Abstand von 700 mm unter dem Duschkopf fallen 50 ± 10% des Wassers in einen Kreis mit einem Durchmesser von 400 mm. Außerdem muss Wasser, das in einen Kreis mit 100 mm fällt, und Wasser, das in ringförmige Gebiete zwischen dem Kreis mit 100 mm und dem Kreis mit 200 mm, zwischen dem Kreis mit 200 mm und dem Kreis mit 300 mm, sowie zwischen dem Kreis mit 300 mm und dem Kreis mit 400 mm fällt, um weniger als 30% von dem Mittelwert abweichen. Außerdem müssen 95% des Wassers in einen Kreis mit einem Durchmesser von 800 mm fallen.
Es wird nun auf 15–26 Bezug genommen, in denen ein Duschkopf 116 und ein Strömungsrotationssteuerelement 160 gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele gezeigt sind. Der Duschkopf 116 kann mit dem Notfall-Waschsystem 10 und/oder mit ähnlichen Waschsystemen verwendet werden, um ein gewünschtes Sprühmuster und/oder eine Menge an Wasser für Installationen im Bereich Haushalt, Wirtschaft, Industrie oder für andere Installationen zur Verfügung zu stellen. Bei einigen Ausgestaltungen bewirkt der Duschkopf 116 ein ”Regenguss”-Duschmerkmal ohne bewegliche Komponenten, so dass die Strömungsrate und/oder das Strömungsmuster durch eine geeignete Bemessung der Einlass-/Auslassöffnungen der Duschkopfkomponenten und der Aufbringung einer geeigneten Rotation oder eines Spins auf mindestens einen Bereich der Strömung gesteuert wird.
Allgemein kann eine Strömungsrate erhöht werden, indem das für die Strömung offene Gebiet vergrößert wird (z. B. Öffnungen, Düsen, etc.), und vermindert werden, indem der Spin oder die Rotation der Strömung erhöht wird. Außerdem kann, indem die Rotation der Strömung erhöht wird, das Sprühmuster der aus dem Duschkopf austretenden Strömung vergrößert oder aufgeweitet werden, während durch Erhöhung der Strömungsrate (oder des Drucks) der Strömung das resultierende Sprühmuster verringert oder verengt werden kann. Durch Verwendung von geeignet bemessenen und geformten Komponenten (z. B. Einlässe, Auslässe, Strömungsrotationssteuerbauteile, etc.) wird ermöglicht, dass der vorliegende Duschkopf eine gewünschte Strömungsrate und/oder ein gewünschtes Sprühmuster erzeugt, und dass Strömungssteuercharakteristiken von anderen herkömmlichen Duschköpfen, die verschiedene ”aktive” Strömungsregler erfordern, angepasst werden können, wozu häufig ein oder mehrere bewegliche Teile erforderlich sind. Bei einigen Ausgestaltungen wird das größte Sprühmuster erhalten, indem ein Strömungsdruck verwendet wird, der von etwa 20–25 psig reicht.
Wie nachfolgend in größerem Detail erläutert wird, betreffen die hier offenbarten verschiedenen Ausführungsbeispiele einen Duschkopf, der eine Fluid-Strömung in zwei separate Pfade aufteilt, wobei ein Bereich der Strömung eine gradlinige Strömung ist, die entlang der Längsachse des Duschkopfes fließt, und ein zweiter Bereich der Strömung zu einer Außenfläche eines Strömungsrotationssteuerelements umgeleitet wird, das eine Rotation oder einen Spin auf den zweiten Strömungsbereich aufbringt. Durch das Verhältnis der gradlinigen Strömung zur rotierenden Strömung, zusammen mit den Formcharakteristiken der Duschkopf-Komponenten, werden sowohl die Strömungsrate als auch das Sprühmuster der aus dem Duschkopf austretenden Strömung gesteuert.
Unter Bezugnahme auf 15–18 ist ein Duschkopf 116 gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung gezeigt. Der Duschkopf 116 hat einen Hauptkörper oder Gehäuse 120 und ein Strömungsrotationssteuerelement 160. Das Steuerelement 160 ist in oder durch den Hauptkörper 120 gehalten und verändert die Strömung des dem Duschkopf 116 zugeführten Wassers. Wie nachfolgend in größerem Detail beschrieben wird, liefert das Steuerelement 160 einen ersten Strömungsbereich als eine axiale Strömung und einen zweiten Strömungsbereich als eine rotierende Strömung.
Der Hauptkörper 120 ist dem Hauptkörper 20 im Wesentlichen ähnlich und umfasst einen Kopfbereich 134, einen Halsbereich 135 und einen Glockenbereich 136. Der Kopfbereich 134 kann ein Gewinde aufweisen, um die Duschkopf-Baugruppe 116 mit einer Rohrleitung zu koppeln, wie zum Beispiel die in 1 gezeigte Rohrleitung 14 (z. B. über eine Gewindekopplung). Es kann ein Blendenteil, wie zum Beispiel das in 13 gezeigte Blendenteil 18, vorgesehen sein, das über zusätzliche Gewindevorsprünge 138 mit dem Hauptkörper 120 gekoppelt wird. Der Hauptkörper 120 hat eine Bohrung 122, die sich von dem Kopfbereich 134, durch den Halsbereich 135 bis zum Glockenbereich 136 erstreckt. Die Bohrung 122 hat einen ersten Bereich, der das Steuerelement 160 aufnimmt, und einen zweiten Bereich stromabwärts des ersten Bereichs, der eine Düse 126 bildet (am besten in 18 gezeigt).
Unter Bezugnahme auf 19–26 ist das Strömungsrotationssteuerelement 160 gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung in größerem Detail gezeigt. Durch das Steuerelement 160 wird auf mindestens einen Bereich der durch den Duschkopf 116 fließenden Strömung eine Rotation aufgebracht. Das Steuerelement 160 hat ein erstes oder unteres Bauteil oder Körper 182 (d. h. ein stromabwärts gelegenes, unteres oder erstes Bauteil oder Körper) und ein zweites oder oberes Bauteil oder Körper 180 (z. B. ein stromaufwärts gelegenes, oberes oder zweites Bauteil oder Körper). Eine Anzahl von mit dem oberen Bauteil 180 gekoppelten Strömungsleitelementen 172 (z. B. Rippen, Flügel, Vorsprünge, längliche Bauteile, etc.) verläuft zwischen dem oberen Bauteil 180 und dem unteren Bauteil 182. Das untere Bauteil 182 hat eine untere oder erste Austrittsöffnung oder Auslass 168. Das obere Bauteil 180, das untere Bauteil 182 und die Leitelemente 172 bilden eine Mehrzahl von Öffnungen 170, die zusammen eine obere oder zweite Austrittsöffnung oder Auslass 169 für das Steuerelement 160 bilden.
Bei einer Ausgestaltung ist das obere Bauteil 180 ein im Wesentlichen ringförmiges oder zylindrisches Bauteil, das eine untere Fläche 181 hat. Das untere Bauteil 182 kann ein im Wesentlichen hohles, konisch verlaufendes Bauteil sein, das von oben (z. B. benachbart zum oberen Bauteil 180) nach unten enger wird. Die Oberseite des unteren Bauteils 182 kann offen sein und einen äußeren Rand haben, der radial nach innen und weg von der unteren Fläche 181 des oberen Bauteils 180 beabstandet ist, um dadurch einen Auslass 169 zu bilden. Wie in 23 gezeigt, sind der Auslass 169 und die Öffnungen 170 stromaufwärts von oder oberhalb des Auslasses 168 vorgesehen. Bei einigen Ausgestaltungen können die Auslässe 168, 169 mit etwa einem Zoll voneinander beabstandet sein, während die Auslässe 168, 169 bei anderen Ausgestaltungen mit einer größeren oder kleineren Distanz voneinander beabstandet sein können. Bei weiteren Ausgestaltungen können die Auslässe 168, 169 im Wesentlichen in dem Fluidströmungspfad ausgerichtet sein.
Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung sind die Leitelemente 172 um den Umfang des unteren Bauteils 162 beabstandet und stehen mit einer unteren Fläche oder Bereich (z. B. Fläche 181) des oberen Bauteils 180 in Eingriff. Benachbarte Leitelemente 172 bilden entsprechende Kanäle 175, durch die das aus den Öffnungen 170 austretende Fluid fließt. Bei einigen Ausgestaltungen können die Leitelemente 172 im Wesentlichen gleichmäßig um den Umfang des unteren Bauteils 182 beabstandet sein, während die Leitelemente 172 bei anderen Ausgestaltungen ungleichmäßig beabstandet und/oder unregelmäßig um den Umfang des unteren Bauteils 182 beabstandet sein, um ein gewünschtes Strömungsmuster zu erzeugen. Bei einer Ausgestaltung (gezeigt in 21) sind zwölf Leitelemente 172 um den Umfang des unteren Bauteils 182 beabstandet, während bei anderen Ausgestaltungen mehr oder weniger Führungselemente 172 verwendet werden können, um die Strömung und/oder das Sprühmuster zu variieren und/oder gleichmäßiger zu machen.
Gemäß einer Ausgestaltung verlaufen die Leitelemente 172 entlang des unteren Bauteils 182 in einer schraubenförmigen Weise, so dass jedes einzelne Leitelement 172 einem im Wesentlichen schraubenförmigen Pfad folgt. Wenn folglich Fluid durch die Öffnungen 170 und durch den Auslassbereich 169 strömt, dann leiten die Leitelemente 172 und die Kanäle 175 die Strömung in einer schraubenförmigen Weise entlang des unteren Bauteils 182 und bringen eine Rotationsströmung auf das Fluid auf. Der Strömungsbereich, der in dem unteren Bauteil strömt, tritt in einer im Wesentlichen axialen Weise über den Auslass 168 aus dem Steuerelement 160 aus.
Bei einigen Ausgestaltungen verläuft das schraubenförmige Muster von jedem Leitelement 172 mit einem relativ flachen Winkel relativ zur längsgerichteten Mittelachse des Duschkopfes. Dies kann zu verminderten Herstellungskosten führen, zum Beispiel beim Spritzgießen des Steuerelements 160. Beispielsweise kann das Steuerelement 160 ohne irgendwelche ”Schieber” spritzgegossen werden, die während des Formungsprozesses erforderlich sind, wodurch die Gefahr einer Fehlanpassung zwischen Teilen und Grate an kritischen Flächen des Steuerelements vermindert werden. Außerdem kann ein wesentliche Formschräge zwischen den Leitelementen erreicht werden, wodurch das Teil nach dem Spritzgießen oder einem ähnlichen Prozess aus einer Formkammer ausgeworfen werden kann, und zwar der schraubenförmigen Kurve der Leitelemente folgend.
Unter Bezugnahme auf 24–26 ist ein einzelnes Leitelement 172 gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung in größerem Detail gezeigt. Das Leitelement 172 weist einen oberen Leitbereich 171 und einen unteren Leitbereich 173 auf. Bei einigen Ausgestaltungen ist der obere Bereich 171 ein im Wesentlichen ringförmiger Bereich, der sich über den Auslass 169 erstreckt und mit einer unteren Fläche 181 des oberen Bauteils 180 gekoppelt ist. Der untere Bereich 173 ist ein im Wesentlichen längliches Bauteil, das sich in Längsrichtung entlang zumindest eines Bereichs der Länge des unteren Bauteils 182 erstreckt. Die Leitelemente 172 haben außerdem Leitflächen 174, 176, die zusammen mit dem unteren Bauteil 182 Kanäle 175 bilden. Bei einigen Ausgestaltungen ist jedes Leitelement 172 im Wesentlichen ”L”-förmig und hat kürzere Schenkel, die sich über den Auslass 169 erstrecken, und längere Schenkel, die sich entlang der äußeren Fläche des unteren Bauteils 182 erstrecken. Bei anderen Ausgestaltungen können die Form, die Größe und die Position des Leitelements bzw. der Leitelemente 172 verändert werden, um ein gewünschtes Strömungsmuster und/oder Strömungsvolumen zu erzeugen.
Bei einem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Leitelemente 172 von der Oberseite des unteren Bauteils 182 und etwa über die Hälfte des Weges nach unten entlang der Länge des unteren Bauteils 182. Daher haben die Kanäle 175 eine ausreichende Länge, so dass eine Rotation auf im Wesentlichen das gesamte Fluid aufgebracht werden kann, das durch die Kanäle 175 strömt. Bei anderen Ausgestaltungen können sich die Leitelemente 172 über eine größere oder geringere Distanz entlang des unteren Bauteils 182 erstrecken. Außerdem fließt Fluid zwischen dem unteren Bauteil 182 und dem Hauptkörper 120 in der Bohrung 122. Da der Durchmesser der Bohrung 122 kleiner wird, steigt die Winkelgeschwindigkeit der rotierenden Strömung in den Leitelementen 172. Daher kann auch bei relativ flachen schraubenförmigen Kanälen eine ausreichende Rotation auf einen Bereich der Strömung aufgebracht werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung sind, und zwar in Folge der schraubenförmigen Gestalt der Leitelement 172, die Flächen 174 und 176 der Leitelemente 172 gekrümmte Flächen, wie am besten in 25–26 gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsbeispielen verlaufen die Leitelemente 172 konisch, um von einem oberen Bereich 171 nach unten durch mindestens einen Bereich des unteren Bereichs 173 schmaler zu werden. Daher kann die Breite der Kanäle 175 von oben nach unten in ”Stromabwärts”-Richtung der Leitelemente 172 entsprechend zunehmen. Die Flächen 174, 176 können Ablenkflächen bilden, die die sonst ringförmige Strömung in schraubenförmige Kanäle leiten und auf die Fluid-Strömung eine Rotation aufbringen.
Bei Betrieb tritt Fluid über den Einlass 162 in den Duschkopf 116 und in der Steuerelement 160 ein (siehe 23). Wie in 18 gezeigt, fließt ein erster Bereich 85 (siehe 18) des Fluids in axialer Richtung durch das obere Bauteil 180 des Steuerelements 160, tritt aus dem oberen Auslass 169 aus und strömt in die Kanäle 175, die durch die Leitelemente 172 gebildet sind. Wenn das Fluid in den Kanälen 175 stromabwärts strömt, kann auf den ersten Bereich der Fluid-Strömung eine Rotation aufgebracht werden. Das Fluid tritt aus dem Auslass 169 aus und fließt zwischen dem unteren Bauteil 182 des Steuerelements 160 und dem Hauptkörper 120.
Ein zweiter Bereich 87 (siehe 18) der in das Steuerelement 160 eintretenden Fluid-Strömung fließt in axialer Richtung durch das obere Bauteil 180, strömt weiter in axialer Richtung durch das untere Bauteil 182 und tritt über den unteren Auslass 168 in einer im Wesentlichen axialen Weise aus dem unteren Bauteil 182 aus. Bei einem Ausführungsbeispiel bildet der untere Auslass 168 eine im Wesentlichen gerade Bohrung, während der untere Auslass 168 bei anderen Ausgestaltungen durch eine konisch zulaufende Bohrung gebildet sein kann, die in einer Stromabwärts-Richtung (z. B. von oben nach unten, wie in 23 gezeigt) entweder enger oder breiter wird.
Wie in 18 gezeigt, fließt die aus den Auslässen 168, 169 austretende Strömung durch die Düse 126 des Duschkopfes 116, wo die axiale Strömung und die rotierende Strömung kombiniert werden, und die kombinierte Strömung tritt aus dem Auslass 132 aus, wobei ein gewünschtes Sprühmuster gebildet und/oder ein gewünschtes Fluidvolumen zur Verfügung gestellt wird. Es sei angemerkt, dass in einigen Ausführungsbeispielen keine separaten Ablauflöcher erforderlich sind. Stattdessen wird durch die Kanäle 175 entlang der Distanz zwischen den Öffnungen 168 und 169 eine ausreichende Ablaufeigenschaft erreicht, um Oberflächenspannungen zu überwinden, die in Rohrleitungskomponenten auftreten, und um das System bis hin zu einem geeigneten Schließventil zu entwässern.
Obwohl in 24–26 gezeigt ist, dass die Leitelemente 172 eine im Wesentlichen schraubenförmige Konfiguration haben, können die Leitelemente gemäß anderer alternativer Ausgestaltungen konfiguriert sein, um Kanäle 175 mit im Wesentlichen geraden Seiten zur Verfügung zu stellen (z. B. nicht schraubenförmig und/oder nicht konisch zulaufende Kanäle), die auf das aus dem Auslass 169 austretende Fluid eine Rotation aufbringen. Gemäß verschiedenen anderen Ausgestaltungen können auch andere Konfigurationen verwendet werden. Beispielsweise können die Leitelemente bei anderen Ausgestaltungen abgewinkelte gerade Bauteile sein, die auf einen Bereich der Strömung eine Rotation aufbringen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen, einschließlich jener, die in Verbindung mit 15–26 beschrieben sind, können Vorteile gegenüber herkömmlichen Waschsystemen und Duschköpfen erreicht werden. Die hier offenbarten Duschköpfe können konfiguriert sein, um verschiedene anwendbare Standards (z. B. ANSI 2358.1 und/oder EN 15154) zu erfüllen. Außerdem sind bei einigen Ausgestaltungen weniger Teile erforderlich (z. B. ein Hauptkörper und ein Rotationssteuerelement, wie in 15 gezeigt), und der Duschkopf muss keine beweglichen Teile haben, da einige Ausgestaltungen implementiert sind, ohne dass ein separate Strömungsregler verwendet werden muss. Durch ein vereinfachtes Design können die Herstellungskosten reduziert und die Beständigkeit und/oder Zuverlässigkeit verbessert werden.
Im Sinne dieser Beschreibung soll der Begriff ”gekoppelt” die Verbindung von zwei Bauteilen miteinander bedeuten, und zwar direkt oder indirekt. Eine solche Verbindung kann stationärer Natur oder beweglicher Natur sein. Eine solche Verbindung kann mit den beiden Bauteilen oder mit den beiden Bauteilen und irgendwelchen zusätzlichen zwischenliegenden Bauteilen erreicht werden, die zu einem einzigen einheitlichen Körper integriert gebildet sind, und zwar miteinander oder mit den beiden Bauteilen oder mit den beiden Bauteilen und irgendwelchen weiteren zwischenliegenden Bauteilen, die aneinander befestigt sind. Eine solche Verbindung kann permanenter Natur sein oder kann alternativ lösbarer oder trennbarer Natur sein. Eine solche Verbindung kann sich auch auf eine mechanische Verbindung, eine Fluid-Verbindung oder auf eine elektrische Beziehung zwischen den beiden Komponenten beziehen.
Auch muss angemerkt werden, dass die Konstruktion und die Anordnung der Elemente des Duschkopfes, wie in den bevorzugten und anderen beispielhaften Ausführungsformen gezeigt, nur der Darstellung dienen. Obwohl in dieser Offenbarung nur einige wenige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben werden, wird für den Fachmann beim Lesen dieser Offenbarung offensichtlich, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen hinsichtlich der Größe, der Abmessungen, der Strukturen, der Formen und der Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Montageanordnungen, Materialien, Farben, Orientierungen, etc.), ohne wesentlich von den neuen Lehren und Vorteilen des in den Patentansprüchen beanspruchten Gegenstandes abzuweichen. Folglich sollen alle diese Modifikationen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst sein, der durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist. Die Reihenfolge oder Sequenz von irgendwelchen Prozessen oder Verfahrensschritten kann entsprechend alternativer Ausführungsbeispiele variiert oder neu angeordnet werden. Irgendwelche means-plus-function-Definitionen in den Ansprüchen sind dazu gedacht, um jene Strukturen zu umfassen, die hier zur Durchführung der genannten Funktionen und nicht nur von strukturellen Äquivalenten, sondern auch von äquivalenten Strukturen, beschrieben sind. Weitere Ersetzungen, Modifikationen, Veränderungen und/oder Weglassungen können hinsichtlich der Konstruktion, der Betriebsbedingungen und der Anordnung der bevorzugten und anderer beispielhafter Ausgestaltungen durchgeführt werden, ohne vom Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist.

Claims

Vorrichtung zum Steuern einer Fluid-Strömung in einem Notfall-Waschsystem, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Körper; ein Steuerelement, das zumindest teilweise in dem Körper angeordnet und konfiguriert ist, um in der Fluid-Strömung eine Rotation zu bewirken, wobei das Steuerelement aufweist: ein erstes, im Wesentlichen zylindrisches Bauteil, in dem eine erste Öffnung mit einem ersten Einlass und einem ersten Auslassbereich gebildet ist, wobei der erste Auslassbereich ausgestaltet ist, um einen ersten Bereich der Fluid-Strömung als eine axiale Strömung aus dem Steuerelement heraus zu leiten; ein zweites, im Wesentlichen zylindrisches Bauteil, das mit dem ersten Bauteil gekoppelt ist; und eine Mehrzahl von radial verlaufenden Bauteilen, die sich zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil erstrecken, wobei jedes der Mehrzahl von Bauteilen eine Ablenkfläche hat, die relativ zu einem zweiten Bereich der Strömung abgewinkelt und ausgestaltet ist, um eine Rotation des zweiten Bereichs der Strömung zu bewirken; wobei das erste und das zweite, im Wesentlichen zylindrische Bauteil einen zweiten Einlass für den zweiten Bereich der Fluid-Strömung bilden, und zwar stromaufwärts von dem ersten Einlass.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl der radial verlaufenden Bauteile jeweils eine schraubenförmige Konfiguration haben.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Bauteil eine konisch verlaufende Bohrung bildet, wobei sich die Bohrung von einem Minimum an einem Einlass zu einem Maximum an einem Auslass aufweitet.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Bohrung konisch verläuft, so dass sich der Querschnitt der Bohrung von einem Minimum an der Einlassöffnung zu einem Maximum am Auslass aufweitet.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das erste und das zweite Bauteil ein ringförmige Öffnung bilden, durch die der zweite Bereich der Strömung aus dem Steuerelement austritt; und wobei der Ausgang der Bohrung bezüglich der ringförmigen Öffnung stromabwärts angeordnet ist.
Vorrichtung zum Steuern einer Fluid-Strömung in einem Notfall-Waschsystem, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Körper; ein Steuerelement, das zumindest teilweise in dem Körper angeordnet ist; wobei das Steuerelement aufweist: einen ersten Körper, der ausgestaltet ist, um eine axiale Strömung auf einen ersten Bereich des Fluids zu bewirken; einen zweiten Körper, der über eine Mehrzahl von Strömungsleitelementen mit dem ersten Körper gekoppelt ist, wobei jedes Strömungsleitelement entlang einer Außenfläche des ersten Körpers in einer im Wesentlichen schraubenförmigen Weise verläuft und ausgestaltet ist, um auf einen zweiten Bereich des Fluids eine Rotation aufzubringen; wobei jedes der Mehrzahl von Strömungsleitelementen im Wesentlichen L-förmig ist, wobei ein relativ kürzerer Schenkel von jedem Strömungsleitelement quer zwischen dem ersten und dem zweiten Körper verläuft und ein relativ längerer Schenkel von jedem Strömungsleitelement im Wesentlichen entlang der Länge des ersten Körpers verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der zweite Bereich des Fluids zur Außenseite des ersten Körpers fließt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Mehrzahl der Strömungsleitelemente im Wesentlichen gleichmäßig um die Außenseite des ersten Körpers herum beabstandet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei jedes der Strömungsleitelemente entlang der Länge des ersten Körpers konisch verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei jedes der Strömungsleitelemente im Wesentlichen L-förmig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der erste Bereich des Fluids aus dem ersten Körper stromabwärts von der Stelle austritt, wo der zweite Bereich des Fluids aus dem zweiten Körper austritt.
Vorrichtung zum Steuern einer Fluid-Strömung, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Körper; ein Steuerelement, das zumindest teilweise in dem Körper angeordnet und ausgestaltet ist, um auf die Fluid-Strömung eine Rotation aufzubringen, wobei das Steuerelement aufweist: ein oberes Bauteil; und ein unteres Bauteil, das stromabwärts bezüglich des oberen Bauteils angeordnet und über eine Mehrzahl von Strömungssteuerelementen mit dem oberen Bauteil gekoppelt ist, wobei jedes Strömungssteuerelement eine gekrümmte Ablenkfläche aufweist; wobei das untere Bauteil ausgestaltet ist, um einen ersten Bereich des Fluids von dem oberen Bauteil zu empfangen und um den ersten Bereich des Fluids in einer axialen Strömungsweise aus einem ersten Auslass heraus zu leiten; und wobei die Mehrzahl der Strömungssteuerelemente ausgestaltet ist, um einen zweiten Bereich des Fluids von dem oberen Bauteil über einen zweiten Auslass zu empfangen und um auf den zweiten Bereich des Fluids eine Rotation aufzubringen, wenn der zweite Bereich des Fluids zwischen dem unteren Bauteil und dem Körper fließt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Mehrzahl der Strömungssteuerelemente Kanäle bildet, die sich entlang der Außenseite des unteren Bauteils erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Mehrzahl der Strömungssteuerelemente entlang der Außenseite des unteren Bauteils in einer schraubenförmigen Weise verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Mehrzahl der Strömungssteuerelemente im Wesentlichen gleichmäßig um den Umfang des unteren Elements beabstandet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der erste Auslass stromabwärts bezüglich des zweiten Auslasses angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das untere Bauteil konisch geformt ist, so dass die Außenseite des unteren Bauteils in einer Richtung weg von dem oberen Bauteil schmaler wird.
Waschsystem zum Liefern einer Fluid-Strömung, wobei das Waschsystem aufweist: ein Ventil; einen Duschkopf, der mit dem Ventil gekoppelt ist und einen Körper sowie ein Strömungssteuerelement aufweist, wobei das Strömungssteuerelement aufweist: ein oberes, im Wesentlichen rohrförmiges Bauteil; ein unteres, konisch verlaufendes Bauteil, das stromabwärts bezüglich des oberen Bauteils angeordnet und mit dem oberen Bauteil über eine Mehrzahl von Strömungsleitelementen gekoppelt ist, wobei jedes Strömungsleitelement aufweist: einen oberen Bereich, der sich zwischen dem oberen Bauteil und dem unteren Bauteil erstreckt; und einen länglichen unteren Bereich, der sich von dem oberen Bereich und entlang der Außenfläche des unteren Bauteils erstreckt, wobei der längliche untere Bereich mindestens eine gekrümmte Fläche hat.
Waschsystem nach Anspruch 18, wobei die Mehrzahl der Strömungsleitelemente in einer schraubenförmigen Weise entlang des unteren Bauteils verläuft.
Waschsystem nach Anspruch 18, wobei das obere Bauteil eine ringförmige untere Fläche hat und wobei der obere Bereich von jedem Strömungsleitelement mit der unteren Fläche gekoppelt ist.
Waschsystem nach Anspruch 18, wobei der obere und der untere Bereich von jedem Strömungsleitelement eine L-Form haben.