DE1550412C3 - Mischventil mit einer Sicherheitseinrichtung gegen Verbrühen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mischventil zum Mischen von heißen und kalten Strömungsmedien, mit einem von einem Betätigungselement betätigbaren gemeinsamen Ventilglied zwischen den Einlassen und der Mischkammer zur Steuerung des heißen und kalten Mediumflusses in der Art, daß in der einen Endstellung des Ventilglieds nur kaltes, in der anderen Endstellung nur heißes Medium und in Zwischenstellungen beide Medien in Abhängigkeit von der Auswahl der Zwischenstellung und einem auf Temperatur ansprechenden, im Innenraum einer der Mischkammer nachgeschalteten Hülse angeordneten, von einer Rückstellfeder in den kalten Mediumfluß absperrendem Sinne belasteten Glied strömen können.

Bei einem bekannten Mischventil dieser Gattung (britische Patentschrift 969 925) wird zwar das Verhältnis von kaltem und heißem Medium durch die Stellung des gemeinsamen Ventilglieds und ein auf Temperatur ansprechendes Glied gesteuert, so daß

ίο eine konstante Auslauftemperatur der gewünschten Temperatur an sich erreicht werden kann. Dieses Regelglied hat aber zunächst die Temperatur der Umgebung und wird erst durch das zufließende heiße Wasser beheizt. Erst dann kann es entsprechend der gewählten Einstellung regeln. Es vergeht also eine gewisse Zeit zwischen der öffnung des Zuflusses des heißen Mediums und der Temperaturregelung durch dieses Regelglied. Da das bevorzugte Anwendungsgebiet derartiger Mischventile Duschen oder sonstige sanitären Anlagen sind und in den zugehörigen Heißwasserspeichern Wasser meist Temperaturen von fast 100° C zur Verfügung steht, kann schon ein ungeregelter Heißwasserstrom von wenigen Sekunden gefährliche Verbrühungen hervorrufen.

Bei einem anderen bekannten Mischventil (britische Patentschrift 885 752) ist zwar sichergestellt, daß der Zufluß für das kalte Medium geöffnet ist, bevor der Zulauf'für das heiße Medium sich öffnet. Eine Regelung der Temperatur durch ein auf Temperatur ansprechendes Glied ist nicht vorgesehen. Die Einstellung der Ausflußtemperatur erfolgt somit nur von Hand. Es besteht also auch hier die Gefahr von Verbrühungen durch unachtsame Bedienung.

Dem Erfindungsgedanken liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Gefahr von Verbrühungen weitgehend auszuschalten und Sorge zu tragen, daß auch in der Zeit bis zum vollen Ansprechen der Temperaturregelung durch das auf Temperatur ansprechende Glied das Ausfließen zu heißen Mediums wirksam verhindertwird.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Innenraum der der Mischkammer nachgeschalteten Hülse an seinem Ausgang mit einem den gesamten Durchfluß regelnden Verschlußglied versehen ist, das durch dasselbe Ventilbetätigungselement betätigbar ist, wobei zwischen das Verschlußglied und das den beiden Zuflüssen gemeinsame Ventilglied eine der Rückstellfeder entgegenwirkende Feder zwischengeschaltet ist, so daß über die Stellung des Verschlußglieds die Stellung des den Zuflüssen gemeinsamen Ventilglieds durch die Änderung der auf das Ventilglied wirkenden, durch die elastisch nachgiebigen Verbindungsmittel, nämlich die beiden Federn und das auf Temperatur ansprechende Glied erzeugten Vorspannung steuerbar ist.

Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes des Anspruchs 1, welche die durch den Anmeldungsgegenstand gegenüber den bekannten Ausführungen erzielbaren Vorteile bezüglich der weitgehend sicheren Temperaturregelung und des Verhinderns von Ausströmen ungeregelten heißen Mediums besonders zur Wirkung kommen lassen.

An Hand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Mischventils,

F i g. 2 einen in vergrößertem Maßstab dargestell-

ten vertikalen Schnitt durch das Mischventil gemäß Fig. 1, in dem die Ventilelemente in der geöffneten Stellung des Ventils dargestellt sind,

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 2, in dem jedoch die Ventilelemente in der Abschlußstellung des Ventils dargestellt sind,

F i g. 4 einen Querschnitt längs der Schnittlinie 4-4 in Fig. 3, in Richtung der an der Schnittlinie eingezeichneten Pfeile gesehen.

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche Bauteile jeweils mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

In der folgenden Beschreibung sind die Bauteile jeweils für eine vertikale Anordnung des Ventils beschrieben, wie sie auch in den Figuren der Zeichnung dargestellt ist; in der Praxis wird das Ventil jedoch häufig in anderen Lagen eingebaut.

Das als Ausführungsbeispiel ausgewählte Mischventil hat einen Gehäuse-Sockelteil 10, der an einer Wand oder einer anderen Halterung mittels einer Spinne 101 befestigt werden kann, deren Arme mit Bohrungen 102 für das Hindurchführen von Befestigungsschrauben versehen sind. Der Sockelteil 10 hat an einer Seite einen Einlaß 103 für ein kaltes Strömungsmedium und an der gegenüberliegenden Seite einen Einlaß 104 für ein heißes Strömungsmedium; zwischen diesen beiden Einlassen ist im Sockelteil 10 ein Auslaß 105 vorgesehen, durch den die gemischten Strömungsmedien mit der einzustellenden Mischtemperatur austreten.

Wie in der älteren britischen Patentschrift 969 925 beschrieben, können die Strömungsmedien nach ihrem Mischen durch vertikale Kanäle 106 in einen Ringraum 111 strömen, der außen durch eine senkrechte zylindrische Hülse 11 begrenzt ist.

Auf den Sockelteil 10 ist ein hohler haubenförmiger Deckel 12 aufgeschraubt, der im Zentrum seines geschlossenen Endes mit Lagern für eine rohrförmige Gewindespindel 13 versehen ist, an deren oberem, nach außen heraustretenden Ende ein Drehknopf oder ein anderer Betätigungskopf 14 undrehbar auf einem Vierkant der Spindel durch eine Halteschraube 141 festgelegt ist. Der Sockelteil 10 ist ferner mit einem zentralen, im Querschnitt kreisförmigen Durchlaß 107 versehen, der an seinem oberen Ende in einen kegelstumpfförmigen Ventilsitz 108 übergeht, der einem ebenfalls kegelstumpfförmigen Ventilsitz 151 mit Abstand gegenüberliegt, welcher sich in einem hohlen Gewindestopfen 15 befindet, der in eine zentrale Gewindebohrung des Sockelteils 10 eingeschraubt ist; auch dieser Gewindestopfen ist bereits aus der älteren britischen Patentschrift 885 752 bekannt. Die einander spiegelbildlich gegenüberliegenden kegelstumpfförmigen Ventilsitze 108 und 151 arbeiten mit den Gegenflächen eines koaxialen Doppelkonus-Ventilglieds 16 zusammen, das weiter als das Doppelkegel-Ventilglied 16 bezeichnet wird und ebenfalls aus der britischen Patentschrift 885 752 bekannt ist.

Das Doppelkegel-Ventilglied 16 hat einen nach oben ragenden Zapfen 161, der in einer dichten Lagerbohrung des hohlen Gewindestopfens 15 axial verschiebbar geführt ist. Der hohle Gewindestopfen 15 ist mit einer äußeren Ringkammer 153 versehen, die ständig mit dem Einlaß 103 für das kalte Strömungsmedium in Verbindung steht und in der entsprechenden Lage des Ventilglieds 16 über den Ringspalt zwischen dem Ventilsitz 151 und dem oberen Kegelteil des Doppelkegelventilglieds 16 auch mit der ringförmigen Mischkammer 109 und weiter mit vertikalen Kanälen 106 verbunden ist, die in den Innenraum 111 der senkrechten zylindrischen Hülse 11. münden. Der untere Abschnitt des Sockelteils 10 ist mit einem zentral angeordneten, vertikal-zylindrischen Hohlraum versehen, in dem eine Feder 18 angeordnet ist, die weiterhin als Rückführfeder 18 bezeichnet wird, auf das untere Ende des Doppelkegel-Ventilglieds 16 wirkt und dieses Ventilglied 16 ίο nach oben zu drücken sucht.

Der Heißwassereinlaß 104 führt in den vertikalen Durchgang 107 in dem Sockelteil 10, der konzentrisch mit der Bewegungsachse des Doppelkegel-Ventilglieds 16 ist und an seinem oberen Ende in dem unteren Sitz 108 des Doppelkegel-Ventilglieds 16 mündet, d. h. in demjenigen Sitz, der mit dem unteren Teil des Doppelkegelventilglieds 16 zusammenwirkt, der den Einlaß des heißen Wassers steuert; die Anordnung ist derart, daß beim Abheben des Doppelkegelventilglieds 16 von seinem Sitz 108 heißes Wasser über den Ringspalt zwischen dem Ventilsitz und dem unteren Ventilgliedkegel in die gemeinsame Mischkammer 109 einströmen kann, die über die bereits obenerwähnten vertikalen Kanäle 106 mit dem Innenraum 111 der zylindrischen Hülse Il in Verbindung steht.

Die rohrförmige Betätigungsspindel 13 weist einen Zwischenabschnitt auf, der entsprechend der üblichen Praxis durch eine Stopfbuchse 19 hindurchführt und durch sie abgedichtet ist. Das Gewinde der rohrförmigen Spindel 13 hat eine relativ große Steigung, so daß ein schnelles Öffnen und Schließen des Ventils möglich ist.

Die Bohrung im unteren Ende der rohrförmigen Spindel 13 dient zur Aufnahme eines vertikalen, hohlen zylindrischen Bauteils 201, an dessen unterem Ende eine Kreisplatte 202 befestigt ist, die weiterhin als Verschlußplatte 202 bezeichnet ist und deren Unterseite einen Dichtungsring 203 trägt, der bei entsprechender Betätigung des Ventils auf die obere Stirnfläche der senkrechten zylindrischen Hülse 11 aufgedrückt werden kann, um einen zwangläufigen und vollständigen Abschluß des Wasserdurchflusses zu ergeben. Bei angehobener Platte 102 kann das Wasser aus dem Innenraum 111 der Hülse 11 in den die Hülse 11 außen umgebenden Ringraum 122 und von diesem durch den Ventilauslaß 105 strömen, ähnlich wie dies in der britischen Patentschrift 969 925 beschrieben ist, worauf noch zurückzukommen ist.

Die Befestigungsschraube 141, die den Betätigungsknopf 14 auf dem Vierkant-Ende der rohrförmigen Spindel 13 festhält, kann entfernt werden, um Zugang zu einer Einstellschraube 22 zu gewähren, die ein Gewinde mit kleiner Steigung aufweist und in der mit entsprechendem Innengewinde versehenen Bohrung der rohrförmigen Spindel einstellbar ist, wie bei dem Ventil nach der britischen Patentschrift 969 925. Diese Einstellschraube 22 wirkt mit dem oberen Ende eines Stiftes 23 zusammen, dessen unterer Teil in einer konzentrischen Bohrung eines Stempels 231 sitzt, der an seinem unteren Ende in einer Kopfhalterung 241 eines ausdehnbaren, auf Temperaturänderungen ansprechenden Gliedes 24 bekannter Bauart festgelegt ist.

Konzentrisch um den unteren Teil des Stempels 231 herum ist eine Wendelfeder 25 angeordnet, deren oberes Ende von unten her einen Druck auf die

Verschlußplattc 202 ausübt, während ihr unteres Ende auf die Kopfhalterung 241 des auf Temperaturänderungen ansprechendes Glieds 24 drückt.

Die Feder 25, die weiterhin als Verzögerungsfeder für das öffnen des Heißwassereinlasses bezeichnet wird, ist stärker als die Rückführfeder 18.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Spielraum zwischen der Unterseite der Verschlußplatte 202 und der Kopfhalterung 241 des auf Temperaturänderungen ansprechenden Gliedes 24 ein gewisses Bewegungsspiel zwischen dem Glied 24 und der mit der Einstellschraube 22 zusammenwirkenden Spitze des Stiftes 23 gegenüber der Einstellschraube 22 ermöglicht; der Zweck dieses Bewegungsspiels wird weiter unten erläutert.

Das untere Endstück 242 des auf Temperaturänderungen ansprechenden Gliedes 24 sitzt in einem Napf 162, der mit einem nach unten ragenden Gewindezapfen 163 versehen ist, welcher seinerseits in eine Gewindebohrung im oberen Ende des Ventilgliedzapfens 161 eingeschraubt ist.

Vor Inbetriebnahme des Ventils wird die zum Festhalten des Betätigungsknopfes 14 an der rohrförmigen Betätigungsspindel 13 dienende Befestigungsschraube 141 entfernt und die Temperatureinstellschraube 22 derart eingestellt, daß das Anheben des Doppelkegelventilglieds 16 auf einen Wert beschränkt wird, bei dem eine vorherbestimmte höchste Temperatur des Flüssigkeitsgemischs nicht überschritten werden kann; die Einstellschraube 22 wirkt in analoger Weise wie die Einstellung, die in der britischen Patentschrift 969 925 beschrieben ist.

Dann wird der Betätigungsknopf wieder auf den Vierkantteil der rohrförmigen Betätigungsspindel 13 aufgesetzt und durch die Befestigungsschraube 141 festgelegt. Anschließend läßt sich der Betätigungsknopf 14 in eine gewünschte Stellung drehen, bei der aus dem Ventil ein Strömungsmittelgemisch mit vorbestimmter Temperatur austritt: hierfür kann auf dem oberen Teil der haubenartigen Abdeckung 12 eine (nicht dargestellte) Skala vorgesehen werden und an dem Betätigungsknopf eine längs dieser Skala einstellbare Marke angebracht sein.

In der Abschluß- oder Ausgangsstellung des erfindungsgemäßen Mischventils ist die Kraft der das Öffnen des Heißwasserauslasses verzögernden Feder 25 so groß, daß die von der Rückführfeder 18 auf das Doppelkegelventilglied 16 ausgeübte, nach oben gerichtete Kraft vollkommen unterdrückt wird und der untere Teil des gemeinsamen Doppelkegelventilglieds 16 durch die Verzögerungsfeder 25 fest auf seinen Sitz 108 gedrückt wird und damit den Einlaß für das heiße Wasser vollkommen abschließt.

Gleichzeitig hat diese Einstellung des Doppelkegelventilglieds 16 den oberen Abschnitt des Doppelkegeis von seiner Sitzfläche 151 entfernt, so daß kaltes Wasser durch den Umfangsspalt zwischen dem Doppelkegelventilglied 16 und seinem oberen Sitz 151 in die gemeinsame Kammer 109 und aus dieser über die vertikalen Kanäle 106 in den Innenraum 111 der vertikalen zylindrischen Hülse 11 eintreten kann. Eine folgende weitere Drehung des Betätigungsknopfes 14 im Öffnungsdrehsinn führt dazu, daß die zunächst größere Zudrückkraft der das Einlassen von heißem Wasser verzögernden Feder 25 durch die Kraft der Rückführfeder 18 überwunden wird, so daß die Rückführfeder das Doppelkegelventilglied 16 nach oben drückt und sich der Umfang des unteren Abschnitts des Doppelkegels von seinem Sitz 107 entfernt, so daß heißes Wasser über den Öffnungsspalt zwischen dem Doppelkegelventil 16 und dessen unterem Sitz 107 in den Ringraum 109 einströmen kann. So kann heißes und kaltes Wasser gleichzeitig in den Innenraum 111 der Hülse 11 einströmen und nach Durchmischen aus dem die Hülse 11 umgebenden Ringraum 122 über in dem Sockelteil 10 vorgesehene Durchlässe 10 α durch den Ventilauslaß 105 ausströmen.

Wenn die Temperatur der gemischten Strömungsmedien die gewünschte vorherbestimmte Temperatur übersteigen sollte, wird das auf Temperaturänderungen ansprechende Glied 24 wirksam und drückt den Stift 23 bis zum Anschlag an die Temperatureinstellschraube 22, so daß ein weiteres Anheben des Doppelkegelventilglieds 16 unterbunden wird; die Aufwärtsbewegung des Stiftes 23 durch das auf Temperaturänderungen ansprechende Glied 24 wird möglich durch das anfangs vorgesehene und zugelassene Bewegungsspiel zwischen dem oberen Ende der Kopfhalterung 241 und der Verschlußplatte 202.

Die Arbeitsweise des auf Temperaturänderungen ansprechenden Gliedes 24 ist derart, daß das Doppelkegelventil 16 eingeregelt wird, um den Einlaß von heißem und kaltem Strömungsmedium in die Mischkammer 109 in Anteilen zu gestatten, die eine gewünschte vorgewählte Temperatur des aus dem Auslaß 105 austretenden Gemisches ergeben.

Wenn der Ausfluß von Strömungsmediumgemisch wieder unterbunden werden soll, wird der Betätigungsknopf 14 heruntergeschraubt, bis die Ringdichtung 203 der Verschlußscheibe 202 sich auf den oberen Rand der Hülse 11 aufsetzt und das Innere der Hülse 11 mit Druck dicht abschließt; auf diese Weise wird ein zusätzliches Abschlußventil erspart, wie es bei dem in der britischen Patentschrift 969 925 beschriebenen und dargestellten Mischventil verwendet wurde.

Es dürfte klar sein, daß ein erfindungsgemäßes Mischventil die Möglichkeit eines Verbrühens infolge ungeschickten Handhabens oder falschen Einstellens des Ventils dadurch weitgehend beseitigt, daß die Temperatureinstellschraube 22 verdeckt bzw. geschützt angeordnet ist, wie dies auch bei dem Mischventil in der britischen Patentschrift 969 925 der Fall ist.

Weiterhin wird die Gefahr eines Verbrühens beim Öffnen des Ventilgliedes 16 verhindert, da die Gewähr dafür gegeben ist, daß bei der ersten Betätigung des Betätigungsknopfes 14 zunächst nur kaltes Wasser ausströmen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Mischventil zum Mischen von heißen und kalten Strömungsmedien, mit einem von einem Betätigungselement betätigbaren gemeinsamen Ventilglied zwischen den Einlassen und der Mischkammer zur Steuerung des heißen und kalten Mediumflusses in der Art, daß in der einen Endstellung des Ventilglieds nur kaltes, in der anderen Endstellung nur heißes Medium und in Zwischenstellungen beide Medien in Abhängigkeit von der Auswahl der Zwischenstellung und einem auf Temperatur ansprechenden, im Innenraum einer der Mischkammer nachgeschalteten Hülse angeordneten, von einer Rückstellfeder in den kalten Mediumfluß absperrendem Sinne belasteten Glied strömen können, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (111) der der Mischkammer (109) nachgeschalteten Hülse (11) an seinem Ausgang mit einem den gesamten Durchfluß regelnden Verschlußglied (202) versehen ist, das durch dasselbe Ventilbetätigungselement (14) betätigbar ist, wobei zwischen das Verschlußglied (202) und das den beiden Zuflüssen gemeinsame Ventilglied (16) eine der Rückstellfeder (18) entgegenwirkende Feder (25) zwischengeschaltet ist, so daß über die Stellung des Verschlußglieds (202) die Stellung des den Zuflüssen gemeinsamen Ventilglieds (16) durch die Änderung der auf das Ventilglied (16) wirkenden, durch die elastisch nachgiebigen Verbindungsmittel, nämlich die beiden Federn (18, 25) und das auf Temperatur ansprechende Glied (24) erzeugten Vorspannung steuerbar ist.

2. Mischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem auf Temperatur ansprechenden Glied (24) und dem Verschlußglied (202) ein Bewegungsspiel vorgesehen und die in Richtung auf den Abschluß des heißen Mediums wirkende, stärker ist als die Gegenfeder (18), ausgelegte Feder (25) eingespannt ist.

3. Mischventil nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (22, 23, 24) zur Einstellung der durch das auf Temperatur ansprechenden Glieds (24) zu erzielenden Auslauftemperatur des Mediums.

4. Mischventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Ventilglied die Form eines Doppelkegels aufweist, dessen beide Kegelflächen mit einander gegenüberliegenden Ventilsitzen für den Einlaß des kalten bzw. heißen Mediums zusammenwirken.