DE2010219A1

DE2010219A1 - Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE2010219A1
Application number: DE19702010219
Authority: DE
Inventors: Guido Turin Michelotti (Italien). P Fl6k 31-04
Original assignee: Metalstamp Mercando & C, S.p.A., Turin (Italien)
Priority date: 1969-03-05
Filing date: 1970-03-04
Publication date: 1970-09-10
Also published as: CH522155A; FR2037530A5

Description

4690 Herne, ^ö00° München 23,

Freiligrathstraße 19 - . . , _R „ _{R h} Eisenacher Straße 17

Postfach 140 üipi.-ing. H. H. Oanr Pat.-Anw. Betzier

_Pa«.-Anw. Herrmann-Trentepohl _Οίρ1>_ρ_ηγ3, Eduard ΒβΙΖίβΓ Fernsprecher: 39 8011

Fernsprecher: 51013 ■" ZZ Λ

DIPL-Jng. W. Herrmann-Trentepohl _TeIegrammanr«

PATENTANWÄLTE Babetzpat Mynchen

TeI^TO" 8 22 9 8 5 3 ' T e I e X 0 5 2 4 5 6 2

2w IUZ I y Bankkonten:

Bayrische Vereinsbank München 952287 Dresdner Bank AG Herne 202 436 Postscheckkonto Dortmund 558 68

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Ref.; Μ

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Vorrichtung zürn Mischen von flüssigkeiten

Die vorliegende Erfindung betrifft Vörriöhtuiigeh zuin Mischen" von Elüssigkei.teri-,. insbesondere MiööhlDätterien !aüM MiäcHen von heißem und käiteiii Wasser* Söichä Vörriöh-fcüngäü gewöhnlich eine -bherjinostatische SteUörüiii döä $$$£> einen Äüsdehhüngsthäriflöstäteii Und ein Ton dieäefüi Jiter'möälitsn betätigtes Veiiiii enthält, das gleichzeitig die ^ röhre" beidei· Pltissiglcöiten stö'üerri

ifer iPheriüös-bät in bekäimten Vöiiriishtüiigöil ist iiii Teil einös beweglichen &ehäüseyj weiciigs vbiii Verbr'äiiöiiöi* iit der Mahd eingestellt werden känri> Wöb§i er äiif d-iöäi Töiäpiritür dei iiüssi#gitögöaiiööidisö vörwahlöii

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BAD ORIGINAt

Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine thermostatgesteuerte Vorrichtung zur Mischung von Flüssigkeiten eine Mischkammer mit zwei von jeweils zugeordneten Zuflußventilen schließbaren Zuflußöffnungen für die zwei zu mischenden Flüssigkeiten sowie einen Thermostat zur Steuerung der Stellung mindestens eines der Zuflußventile, welche so miteinander verbunden sind, daß die Verstellung eines Ventils innerhalb eines vorbestimmten Bereichs begleitet wird von einer entgegengesetzt gerichteten Verstellung des anderen Ventils.

Wird auf diese Weise das Gemisch zu heiß,; so dehnt sich der Thermostat aus und verringert den Durchfluß heißer Flüssigkeit, wobei gleichzeitig der Durchfluß der kalten Flüssigkeit vergrößert wird. Die Ausdehnungsbewegung hört auf, wenn das gesamte System, bestehend aus dem Gemisch, dem Thermostat und den Ventilen, einen neuen Gleichgewichtszustand erreicht.

Eine analoge Erscheinung tritt auf, wenn die Temperatur des Gemisches absinkt.

Vorzugsweise sind beide Ventile an einer Welle angebracht, welche die Mischkammer durchquert. Eines der Ventile kann auf der Welle fest und das andere auf ihr beweglich montiert sein.

Vorzugsweise wird das beweglich auf der Welle montierte Ventil elastisch in seinen Ventilsitz gegen einen Andatss der Welle gedrückt.

Bei vorbekannten llüssigkeitamisohbatterisii verursachte eine Drückänderung entweder in der heißen oder der kältöii flüssigkeit eine Temperaturänderung. Dies war unbequem* insbesondere wenn die Mischbatterie den Teil einer Duschanlage bildete, angeiiohte der Tatsache, daß der menschliche Körper außerordentlich empfindlich auch auf geringste TemperatürSchwankungen in dem Bereich von 32 bis 39⁰O ist.

BAD ORIGINAL

Mit Hilfe der -vorliegenden Erfindung wird die Wirkung von Druckänderungen in den Zuflußleitungen der beiden flüssigkeiten, welche eine Differenz zwischen der gewünschten Temperatur und der tatsächlich erreichten Temperatur hervorruft , verkleinert, so daß sie praktisch von einem Verbraucher gar nicht "bemerkt wird. '

Vorzugsweise weist der Thermostat einen großen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf und wird seine Ausdehnung von einem elastischen Bauteil aufgenommen.

Anhand eines Beispiels wird im folgenden ,eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen "beschrieben* Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten}

Fig. 2 einen Axialschnitt durch die Mischvorrichtung der Fig. 1 längs der Achse H-II in Fig. 1, und

Fig. 3 einen anderen Axialschnitt durch die Vorrichtung der Fig. 1 längs der Achse HI-III in Fig. 1.

In den Zeichnungen enthält die Mischvorrichtung ein Hauptgehäuse 1, das im wesentlichen rohrförmig ausgebildet ist und an seinem unteren Ende durch eine Gewindeschraube 2 verschlossen ist. In seinem unteren Teil weist das Hauptgehäuse 1 zwei sich gegenüberliegend angeordnete Stutzen 3 und 5 für den Zufluß der heißen bzw. der kalten Flüssigkeit auf, wobei diese Stutzen über zwei innere Strömungskanäle 4 und 6," welche zu beiden Seiten einer in der Mitte¹angeordneten "Zwischenwand 7, in welcher eine zylindrische Mischkammer 8 vorgesehen ist» angeordnet sindi wobei die Mischkammer über die Kanäle 9, 10 und H₁ mit 'einer·mittleren Kammer ^?T2 in Verbindung steht.

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In das obere Ende des Hauptgehäuses 1 ist ein weiteres Gewindeteil 18 geschraubt, welches zusammen mit einem ebenfalls in das Hauptgehäuse 1 geschraubten, ringförmigen Zwischenteil 19 eine obere Kammer 13 bildet, welche in axialer Richtung mit der mittleren Kammer 12 in Verbindung steht und seitlich mit einem Entnahrnekanal 14, welcher zu einem Entnahme stutzen 14a für den Abzug des Flüssigkeitsgemisches führt.

Die mittlere Kammer 12 weist an ihrem unteren Ende ein Innengewinde 15 auf, in welches ein abdichtender Zwischenring 16 W geschraubt ist, der auf einem kreisringförmigen Absatz 17 in dem Hauptgehäuse 1 sitzt, um den Strömungskanal 4, durch welchen die heiße Flüssigkeit strömt, von der mittleren Kammer 12 zu trennen. Der abdichtende Zwischenring 16 weist innere und äußere Dichtazinge 51 bzw. 52 auf.

Das Zwischenteil 19 weist in seiner Mitte eine axiale Gewindebohrung 20 auf, in welche eine zylindrische, hohle, bewegliche Steuerwelle 21 mit Außengewinde 21a geschraubt ist, die an ihrem oberen Ende in einen Schaft 22 mündet, der in einem in einer oberen Öffnung 23 des Gewindeteils 18 angeordneten Dichtring 53 abdichtend aufgenommen wird. Auf das Ende des α Schaftes 22 ist ein Knopf 24 aufgepaßt, der an seinem Umfang einen Zeiger 25 trägt. Dieser Knopf ist an dem Schaft 22 der Steuerwelle 21 mit Hilfe einer oberen Schraube 24a befestigt.

Der Zeiger 25, welcher mit dem Knopf 24 einstückig ist, wirkt mit einer Teilungsstriche tragenden Skala 26 zusammen, welche an einer ringförmigen Gegenmutter 27 befestigt ist, die auf ein Außengewinde 28 des Gewindeteils 18 geschraubt ist.

Die bewegliche Steuerwelle ist mit radialen löchern 29 und versehen, die in verschiedenen Höhen angeordnet sind, um eine Verbindung zwischen der mittleren Kammer 12, welche durch die Kanäle 9, 10 und 11 mit der Mischkammer 8 verbunden ist, und

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BAD ORIQiNAt

der oberen, Kammer 13, welche mit dem Entnahmekanal 14 verbunden ist, herzustellen. '

An dem unteren Ende der beweglichen Steuerwelle 21 ist ein Wachsthermostat 31 befestigt, dessen beweglicher, in der Achse der mittleren Kammer 12 angeordneter Stößel 32 auf _ei- nen Schiebestift 33 drückt, welcher durch eine Öffnung in dem abdichtenden Zwischenring 16 und in einer zylindrischen Führung 34 in der Gewindeschraube 2 geführt ist. ■

Der Schiebestift 33 weist einen verdickten Mittelabschnitt 33a auf, welcher in der Achse der Mischkammer 8 angeordnet ist und an seinem einen Ende ein kegelstumpfförmiges Ventil 35 befestigt trägt, welches mit einem entsprechend ausgebildeten Ventilsitz 36 zusammenwirkt, welcher in die Zwischenwand 7 am unteren Ende der Mischkammer 8 versenkt ist.

Am oberen Ende des verdickten Mittelabschnitts 33a des Schiebestiftes 33 ist ein zweites kegelstumpfförmiges Ventil 38 axial verschieblich montiert. Das Ventil 38, welches gegen die Mischkammer 8 zu abgeschrägt ist, wird von einer Feder 40 angedrückt» welche gegen eine Beilagscheibe 41 drückt, die auf dem Schiebestift 32 befestigt ist.

Das Ventil 38 wirkt mit einem entsprechend ausgebildeten Ventilsitz 39 zusammen, welcher am oberen Ende der Mischkammer 8 ausgebildet ist, um den Zufluß heißer Flüssigkeit durch den Strömungskanal 4 zu steuern.

Die beiden Ventile 35 und 38 bilden ein Doppelventil, welches eine vollkommene Steuerung der Mischung der beiden zuströmenden Flüssigkeiten gestattet. Bs wird von einer starken Feder 37 nach oben gedrückt, die sich mit einem ihrer Enden gegen die Gewindeschraube 2 abstützt und mit ihrem anderen Ende gegen das untere Ventil 35.

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Durch Benützung des Knopfes 24 kann der Verbraucher die gewünschte Temperatur des Gemisches einstellen. Eine Drehung des Knopfes 24 bewegt den Thermostaten 31 in axialer Richtung und stellt die jeweiligen Öffnungen des von den Ventilen 35 und 38 gebildeten Doppelventils ein, wodurch der Zustrom der beiden Flüssigkeiten in den jeweiligen Mengen geregelt wird, welche die gewünschte Temperatur herbeiführen.

Jedesmal, wenn eine plötzliche Druckänderung in einem der beiden Zuflußsysteme stattfindet, wird das Gleichgewicht des Gemisches verändert und ändert sich die Ausflußtemperatur: Der Thermostat reagiert darauf durch proportionales Längeroder Kürzerwerden und ruft hierdurch eine andere Einstellung des Doppelventils hervor, um eine Flussigkeitsmischung einzustellen, deren Temperatur so nahe wie möglich an dem gewünschten Wert liegt.

Es wird ein Wachsthermostat verwendet, welcher einen hohen kubischen Wärmeausdehnungskoeffizienten mit Maximalwerten zwischen 30 und 40 C aufweist. Hierdurch wird der Thermostat besonders klein, robust und gedrungen. Ein solcher Thermostat macht bei verhältnismäßig kleinen Temperaturänderungen einen großen Ausschlag.

Durch Verbindung dieses Thermostaten mit großem Ausschlag mit einem Doppelventil mit kleinen Wegen wird das Verhältnis zwischen dem Ausschlag des Thermostaten und dem Weg des Stellgliedes für ein und dieselbe Temperaturänderung des Gemisches sehr groß. Dies bedeutet, daß, wenn eine bestimmte Temperaturänderung eine bestimmte Bewegung dee Thermostaten hervorruft, diese Bewegung des Thermostaten groß genug ist, um eine Temperaturänderung in der Flüssigkeit hervorzurufen, die zwischen 10- und 20mal größer ist als die Temperaturänderung, welche die Bewegung des Thermostaten hervorrief. Hierdurch wird die Vorrichtung außerordentlich empfindlich. Eine besonders große

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■ δ

Empfindlichkeit- ist notwendig, um die Temperatur des..Flüssigkeitsgemisch.es innerhalb einer Fehlergrenze konstant zu halten, welche der menschliche' Körper insbesondere in dem Temperaturbereich, in welchem er äußerst empfindlich ist (d.h. von 32 bis 39°C), nicht bemerkt. ■

Die beschriebene Vorrichtung zum Misehen von Flüssigkeiten ist so ausgebildet, daß eine Temperaturabweichung von einem Zehntel Grad C von der gewünschten Temperatur bereits den größten Steuerausschlag/des Ventils hervorruft.

• ■ ί

Darüberhinaus ist es bekannt, daß ein Thermostat einen bestimmten Ausdehnungskoeffizienten für jede Temperatur aufweist, wenn das Gewicht, welches er hebt oder bewegt, konstant ist. Wird dieses Gewicht größer, so wird der Ausdehnungskoeffizient deutlich kleiner und umgekehrt erhöht eine Verringerung T3res Gewichts den Ausdehnungskoeffizienten deutlich.

Diese Veränderung des Ausdehnungskoeffizienten des Thermostats ist bei kleinen Lasten größer als bei großen.

Die Schraubenfeder 37, welche auf das untere Ventil 35 wirkt, ermöglicht die Verwendung der Druckdifferenz zwischen dem ä Zuflußstutzen für die heiße Flüssigkeit und dem für die kalte ^ Flüssigkeit, um eine bessere Steuerwirkung der Temperatur des Gemisches zu erhalten, dadurch, daß eine Veränderung des Staudrucks auf das Doppelventil den- jeweiligen Ausdehnungskoeffizienten des Thermostaten in der entsprechenden Richtung ändert.

Sinkt z.B. der Druck der heißen Flüssigkeit, so will die resultierende, auf das Doppelventil wirkende Kraft den Zufluß der heißen Flüssigkeit vergrößern und den der kalten Flüssigkeit vermindern.

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Da sich das Ventil jedoch in Verbindung mit dem thermostaten "befindet, verhindert der letztere jegliche Bewegung: Wenn jedoch die nun kühlere Mischung den Thermostaten erreicht, zieht sich dieser zusammen, und diese Zusammensetzung könnte eine andere Temperatur der Mischung in einen neuen Gleichgewichtszustand herbeiführen. Weil jedoch die resultierende Kraft der auf das Doppelventil wirkenden Staudrücke nun den Durchfluß der heißen Flüssigkeit vergrößern will, wird sich der Thermostat in angemessener Weise zusammenziehen und auf diese Weise sich selbst auf den neuen Stromungszustand des Doppelventils bei der bestimmten Temperatur ausbalancieren.

Bei der Auswahl einer geeigneten Steigung für das Außengewinde 21a in der Schraubverbindung zwischen der Steuerwelle 21 und der Gewindebohrung 20 ist es möglich, die Skala so zu eichen, daß für jedes Grad Celsius ein tfinkelraum von 10 zur Verfugung steht, wodurch die Einstellung des Knopfes erleichtert wird.

Ein leichtes Spiel in dieser Schraubverbindung kompensiert das unterschiedliche Verhalten des Thermostaten bei seiner Ausdehnung gegenüber dem bei seinem Zusammenziehen·

Patentansprüche t

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Claims

. ■ ■ - 9 - Pat ent an Sprüche

1.) ,-" Thermostatgesteuerte Vorrichtung zur Mischung von Flüssigkeiten mit einer Mischkammer mit zwei Zuflußstutzen für die zu mischenden Flüssigkeiten, und einem Thermostaten zur Steuerung der mit diesen Zuflußstutzen zusammenarbeitenden Ventile,'dadurch gekennzeichnet , daß die Ventile (35,38) so miteinander verbunden sind, daß die Bewegung eines Ventils (35) innerhalb .eines vorbestimmten Bereichs von einer entgegengesetzt gerichteten Bewegung des anderen Ventils (38) begleitet wird.

2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (35,38) auf einem gemeinsamen Schiebestift (33) montiert sind, welcher durch die Mischkammer (8) führt.

3. Mischvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Zuflußkanäle (4,6) zu der Mischkammer (8) koaxial mit dem Schiebestift (33) angeordnet sind, an welchem kegelstumpfförmige Ventile (35,38) a« montiert sind, und daß die Mischkammer (8) kegelstumpfförmige Ventilsitze (36,39) für jedes Ventil (35,38) aufweist.

4. Mischvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Ventile (35) einstückig mit dem Schiebestift. (33), und das andere Ventil (38) ver schieblich auf dem Schiebestift (33) montiert ist.

5. Mischvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge k e η η-zeichnet, daß das verschieblich montierte Ventil (38) von einer Druckfeder (40) gegen den Ventilsitz (39) und gegen einen verdickten Mittelabschnitt (33a) des Schiebestiftes (33) gedrückt wird.

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- ίο. -

6. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Thermostat (31) ein an sich "bekannter Wachsthermostat ist.

7. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausdehnungsbewegung des Thermostaten (31) von einer leder (37) aufgenommen wird.

8. Mischvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die auf den Thermostaten (31) wirkende Feder (37) stärker ist als die auf das verschiebliche Ventil (38) wirkende Feder (40).

9. Mischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß Mittel (19*29,24) zur Einstellung der Position des Thermostaten (31) vorgesehen sind, um die Temperatur des Flüssigkeitsgemisches vorzuwählen.

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/ΙΛ .

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