DE2607037C2 - - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
- F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
- F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
- F16K11/078—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with pivoted and linearly movable closure members
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Description
Die Erfindung betrifft ein Mischventil gemäß dem Ober
begriff des Anspruches 1 für Flüssigkeiten, insbesondere
ein Mischventil, das sich zum Mischen von heißem und kal
tem Wasser im Haushalt, z. B. an Waschbecken, Bädern oder
Duschen, eignet.
Es gibt zahlreiche Vorschläge und Konstruktionen von
Mischventilen für Flüssigkeiten um zwei Flüssigkeitsströme
zusammenzuführen, bei denen eine Axialbewegung eines Ven
tilkörpers in einem Ventilgehäuse zum Öffnen und Schließen
des Ventils sowie zur Steuerung des Volumendurchsatzes und
eine Drehbewegung des Ventilkörpers zur Steuerung der an
teiligen Flüssigkeitsströme von den beiden Einlässen zu
einem Auslaß hin ausgenützt wird. Mischventile dieser Art
sind beispielsweise in den GB-PS 13 10 101 und 12 40 454
beschrieben. Jedoch sehen diese bekannten Vorschläge
keine Maßnahmen vor, die bei einer Änderung des Verhält
nisses der anteiligen Strömungsdurchsätze der verschiedenen
Flüssigkeiten eine Annäherung an eine lineare Abhängigkeit
von der Drehbewegung des Ventilkörpers gestatten, mit dem
Ergebnis, daß über dem mittleren Drehbereich diese bekann
ten Ventile überempfindlich sind. Dies bedeutet, daß be
reits eine sehr geringfügige Änderung der Drehstellung
des Ventilkörpers eine Temperaturänderung des austretenden
Wassers um mehrere Grad zur Folge haben kann, was verständ
licherweise, z. B. bei Benutzung einer Dusche, sehr unange
nehm für den jeweiligen Benutzer sein kann.
Es sind auch bereits Konstruktionen vorgeschlagen worden,
bei denen die beiden Einlaßöffnungen für heißes bzw. kaltes
Wasser an diametral gegenüberliegenden Seiten des Ventil
gehäuses angeordnet sind. Dies hat zum Ergebnis, daß Quer
strömungen sehr leicht eintreten können, wenn einer der
Einlaßdrücke erheblich über den anderen ansteigt. Weiter
hin zeigen diese bekannten Konstruktionen eine Neigung zu
einem Sprudel-Mischeffekt in einem Mischkammerabschnitt
des Ventilgehäuses, der zum Aufbau eines Staudruckes führt
und den an sich möglichen Maximaldurchsatz durch das Ven
til verringert.
Ein Mischventil der eingangs genannten Art ist aus der
US-PS 33 54 910 bekannt. Dieses bekannte Mischventil ist
für den Aufbau der Vielzahl unterschiedlicher bekannter
Mischventile typisch, in denen ein Ventilkörper zur
Steuerung der relativen Anteile einströmenden heißen und
kalten Wassers drehbar und zur Steuerung des tatsächlichen
Volumendurchsatzes durch das Ventil axial beweglich ist.
Das aus der US-PS 33 54 910 bekannte Mischventil weist
eine einzige gekrümmte Leitfläche auf, die mit zwei Ein
laßöffnungen zusammenwirkt. Die Einlaßöffnungen sind zu
einander koaxial angeordnet und treten aus diametral ent
gegengesetzten Richtungen in das Gehäuse des Mischventils
ein. Bei diesem bekannten Mischventil erfolgt die Steuerung
der Anteile und kalter Flüssigkeit durch eine Bewe
gung der Leitfläche in bezug auf den einander zugewandten
Einlaßöffnungen, so daß stromabwärts von den Einlaßöff
nungen, wo die gegeneinander gerichteten Strömungen sich
treffen, eine turbulente Mischung der Flüssigkeiten statt
findet und die durchmischte Flüssigkeit in der Nachbar
schaft der Leitfläche durch die Auslaßöffnung ausströmt.
Das ist in Wasserinstallationen im Haushaltsbereich von
Nachteil, in denen zwischen den beiden Einlaßöffnungen
keine Kreuzströmung auftreten soll. Beispielsweise kann
eine Einlaßöffnung für Kaltwasser mit einer Hauptwasser
leitung verbunden sein, die keiner Verunreinigung durch
Wasser ausgesetzt sein darf, das von der Heißwasserzufuhr
kommt. Diese Heißwasserzufuhr kann beispielsweise mit
einem Heißwassersystem verbunden sein, in dem das heiße
Wasser eine zeitlang gespeichert wurde, bevor es durch
das Ventil durchströmt. Bei Verwendung eines solchen be
kannten Mischventiles ist eine Kreuzströmung nicht auszu
schließen, so daß eine Strömung von einer Einlaßöffnung
zur anderen Einlaßöffnung insbesondere dann stattfinden
kann, wenn die durch die eine Einlaßöffnung einströmende
Flüssigkeit unter einem höheren Druck steht als die andere.
Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein
Mischventil der eingangs genannten Art zu schaffen, mit
dem eine Steuerung der relativen Anteile heißer und kalter
Flüssigkeit und eine Steuerung des Flüssigkeitsdurchsatzes
durch einen einzigen Ventilkörper möglich ist, wobei die
Mischung sehr genau über einen von der axialen Stellung
des Ventilkörpers, die den tatsächlichen Mengendurchsatz
steuert, unabhängigen Drehbereich des Ventilkörpers ein
fach steuerbar ist und wobei unerwünschte Kreuzströmungen
vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des
kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst. Das Wasser
fließt durch die Auslaßöffnung, bevor es gegen den Druck
der von der anderen Einlaßöffnung kommenden Flüssigkeit
anströmt. Entsprechend wird Wasser, das durch die andere
Einlaßöffnung einströmt, nicht durch die mit der Einlaß
öffnung zusammenwirkende Fläche selbst gesteuert, sondern
es wirkt mit der Begrenzung der Auslaßöffnung zusammen.
Damit wird sichergestellt, daß insbesondere dort, wo der
Druck der durch diese andere Einlaßöffnung zugeführten
Flüssigkeit höher ist, die Flüssigkeitsströmung direkt zur
Auslaßöffnung erfolgt.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Mischventiles sind die zwei voneinander getrennten Leit
flächen bogenförmig ausgebildet und in bezug zur Achse des
Ventilkörpers exzentrisch ausgebildet. Damit wird sicher
gestellt, daß in einem weiten Bereich eine im wesentlichen
lineare Steuerung der zu mischenden Flüssigkeitsanteile
erzielt werden kann. Das erfindungsgemäße Mischventil
reagiert auf kleine Drehbewegungen wesentlich weniger
empfindlich als ein bekanntes Mischventil, das keine zwei
voneinander getrennte gekrümmte Leitflächen aufweist.
Durch die konvexe Krümmung der getrennten Leitflächen wird
der weitere Vorteil erzielt, daß die Strömung des heißen
Wassers von der einen Einlaßöffnung nur mit geringer Wirbel
bildung durch das Ventil hindurch und aus der Auslaßöffnung
ausströmt, während die von der anderen Einlaßöffnung kommen
de und durch die gekrümmte Fläche gesteuerte Strömung in
Verbindung mit der Begrenzung der Auslaßöffnung in ähn
licher Weise dazu neigt, sich gleichsam laminar durch die
Auslaßöffnung fortzusetzen. Durch diese laminare Strömung
ist es möglich, das Ventil mit vergleichsweise kleinen Ab
messungen auszubilden, um einen ähnlichen Durchsatz zu er
halten, wie im Fall eines bekannten Mischventils mit einer
turbulenten Strömung, oder wie im Fall eines Mischventils,
bei dem der Durchsatz durch ein Rückstau behindert wird,
wie er beim Vorhandensein einer Mischkammer oder einer
Ausnehmung im Ventil auftritt.
Das erfindungsgemäße Ventil ist mit die Strömung ab
sperrenden Abschnitten am Ventilkörper versehen, die
mit einer bestimmten Stelle der durch die Leitflächen
gesteuerten Öffnungen zusammenwirken. Damit ist es mög
lich, daß die absperrenden Abschnitte des Ventilkörpers
die Strömung von den entsprechenden Einlaßöffnungen zur
Auslaßöffnung nach einer axialen Absperrbewegung des
Ventilkörpers absperren, bevor der Ventilkörper seine
Absperr-Stellung erreicht. Das ist insbesondere mit
Dichtungen in Form von O-Ringen möglich, wie sie im
erfindungsgemäßen Mischventil verwendet werden. Mit
den O-Ringen wird die Flüssigkeitsströmung zum Auslaß
abgeschnitten, wenn die Dichtungsringe sich in der
Dichtungsposition befinden. Dann kann an den Dichtungs
ringen vorbei keine Strömung stattfinden, welche die
Dichtungsringe aus den Ausnehmungen herausziehen könnte.
Wie bekannt ist, ergibt sich die Dichtungswirkung von
O-Ringen nicht einfach dadurch, daß die O-Ringe zwischen
zwei Flächen einem Druck und einer Reibung unterliegen,
sondern sie wird noch durch den Flüssigkeitsdruck unter
stützt, der auf der Hochdruckseite hinter der Dichtung
wirksam ist, und der die Dichtung auf der stromabwärtigen
Seite der Ausnehmung gegen den Dichtungsflansch zwängt,
wodurch die Umfangsfläche gegen die Ausnehmung abgedich
tet wird. Demzufolge ist bei der bekannten Verwendung
von O-Ringen der abzudichtende Druck umso größer, je
größer der Druck ist, mit dem die Flächen des Dichtungs
ringes in Dichtungseingriff gezwängt werden. Da dies not
wendigerweise eine bestimmte Bewegungsfreiheit des
O-Ringes in seiner Ausnehmung erfordert, besteht die Gefahr,
daß die Dichtung aus der Ausnehmung herausgezogen wird, wenn
entlang der Dichtung eine starke Flüssigkeitsströmung vor
handen ist. Das bedeutet, daß die Dichtung an der Kante
des Bohrungsabsatzes beschädigt werden kann. Dieser Mangel
wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die Haupt
strömung der Flüssigkeit gestoppt wird, bevor die Dich
tung ihre vollständig geschlossene Stellung erreicht,
in der jede Strömung von den Einlaßöffnungen zur Auslaß
öffnung sicher verhindert wird. Entsprechend sind die
Dichtungsringe im geöffneten Zustand des Ventils von je
der Berührungsstelle vollständig frei, an der sie durch
ein Zusammenwirken mit einer Kante während der Zeit
beschädigt werden könnten, während der eine Strömung der
Flüssigkeit durch das Ventil möglich ist, da die die
Strömung absperrenden Abschnitte von den Kanten der ent
sprechenden Öffnungen wegbewegt sind und mit den Leit
flächen eine Steuerung der Flüssigkeitsströmung möglich
ist. Durch die Verwendung von O-Ringen ist es außerdem
möglich, die Herstellungstoleranzen des Ventilkörpers
und des Gehäuses wesentlich zu reduzieren, so daß der
Zusammenbau dieser beiden Teile vereinfacht wird, da
kleine Abmessungsunterschiede von Ventil zu Ventil ein
fach durch die Dichtungsfähigkeit der erfindungsgemäß
sehr wirksam angewendeten O-Ringe aufgenommen werden
können.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß zur Abdichtung
der Verbindung zwischen den Einlaßöffnungen und der Aus
laßöffnung O-Ringe relativ zum Gehäuse zum Ventilkörper
so angeordnet sind, daß bei einer axialen Verschlußbewe
gung des Ventilkörpers im Gehäuse zunächst die Verbindung
zwischen jeder der Einlaßöffnungen und der Auslaßöffnung
durch den Ventilkörper und anschließend durch die O-Ringe
unterbrochen wird. Die zylindrischen Abschnitte des Ven
tilkörpers werden selbst zum Unterbrechen der Strömung
verwendet, ohne daß das mit den O-Ringen eingestellte
Temperaturverhältnis gestört wird. Die O-Ringe heben
dann die Dichtung auf und erlauben eine Strömung durch
das Ventil hindurch. Damit ergibt sich der besondere
Vorteil einer reduzierten Abnutzung der O-Ringe.
Die Leitflächen sind durch Ausschnitte im Ventilkörper
gebildet. Sie liegen zweckmäßigerweise auf derselben
Seite einer gedachten Durchmesserebene durch die Achse
des Ventilkörpers. Damit erhält man ein sehr glattes
Ineinanderfließen der beiden Flüssigkeitsströme zum Aus
laß ohne nennenswerte Turbulenz. Als Folge davon erhält
man hohe Durchsätze, wobei Querströmungen von einer Ein
laßöffnung zur anderen Einlaßöffnung vermieden werden.
Es hat sich gezeigt, daß die Strömung von einer Einlaß
öffnung zur Auslaßöffnung eine Saugwirkung an der anderen
Einlaßöffnung hervorruft.
Die Leitflächen könnten so angeordnet sein, daß sie je
weils mit einer getrennten Einlaßöffnung zusammenwirken,
um die Relativströme durch diese Öffnungen zu steuern.
Es hat sich aber als vorteilhaft erwiesen, eine Einlaß
öffnung durch eine der Leitflächen zu steuern und die
andere Leitfläche in Verbindung mit einer Kante der Aus
laßöffnung selbst wirken zu lassen, um die anteiligen
Flüssigkeitsströme zu steuern. Das ist zweckmäßig, wenn
der eine Flüssigkeitsstrom größer als der andere ist, da
in einem solchen Fall der Zustrom von der beispielsweise
mit niedrigerem Druck beaufschlagten Quelle axial relativ
zum Ventilkörper mit minimaler Strömungsumlenkung zum
Auslaß geführt werden kann. Trotzdem liegt eine hin
reichende Strömungslenkung vor, um die Neigung zu Quer
strömungen zu unterbinden.
Durch Anwendung von mit den Leitflächen zusammenwirkenden
Öffnungen, die jeweils eine sich in Umfangsrichtung der
Ventilgehäusebohrung erstreckende Endbegrenzung sowie seit
liche Begrenzung aufweisen, welche die Endbegrenzung im
wesentlichen rechtwinklig schneiden, läßt sich das Öffnen
und Schließen mittels des Ventilkörpers ohne Anwendung
zusätzlicher nachgiebiger Dichtungen durchführen.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten bevor
zugten Auführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Misch
ventils. Es zeigt
Fig. 1 eine Schnittansicht eines für einen Haushalt be
stimmten Schließ- und Mischventils,
Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II der
Fig. 1,
Fig. 3 einen Teilschnitt auf ein Detail der Fig. 1 in
teilgeöffnetem Zustand des Ventils,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3,
und
Fig. 5 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles V in
Fig. 3.
In den Zeichnungen ist ein Haushalts-Mischventil zur Ver
wendung an einem Waschbecken o. dgl. dargestellt. Es umfaßt
ein
zweiteiliges Hauptgehäuse bestehend aus einem inneren Gehäuse
teil in Form einer Hülse 14 und aus einem äußeren Gehäuseteil
10, in den die Hülse 14 eingepaßt ist. Obwohl die Gehäusetei
le 10 und 14 einteilig hergestellt werden könnten, wird die
Herstellung des Ventils erleichtert, wenn die Hülse 14 ledig
lich als Einheit in den äußeren Gehäuseteil 10 des Hauptge
häuses eingeschoben werden kann. Das Gehäuse ist mit zwei
Einlaßanschlüssen 11, 12 sowie mit einem Auslaßanschluß 13
ausgestattet. In der Hülse 14 sind Einlaßöffnungen in Form
eines Langloches 16 und einer Bohrung 53 vorgesehen, während
eine Auslaßöffnung in Form eines Langloches 15 in der Hülse
14 mit dem Auslaßanschluß 13 in Verbindung steht.
Im Gehäuse ist ein Ventilkörper 20 aufgenommen, der darin
durch eine Handhabe 40 sowohl drehbar als auch auf- und ab
beweglich ist, wie nachfolgend noch erläutert wird. Im ge
schlossenen Zustand des Ventils, der aus Fig. 1 hervorgeht,
werden Undichtigkeiten des Ventilkörpers durch O-Ringe 25, 27
und 26 unterbunden, die in dieser Reihenfolge Innenbohrungen
51, 52 und 53 der Hülse 14 zugeordnet sind. Wie aus der Zeich
nung ersichtlich ist, wird die Einlaßöffnung 16 durch einen
zylindrischen Abschnitt 24 des Ventilkörpers 20 verschlossen,
während ein zylindrischer Abschnitt 23 des Ventilkörpers 20
die Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 53 und der Auslaß
öffnung 15 unterbricht. Gekrümmte Strömungs-Lenkflächen 21
und 22 sind in Form von Ausschnitten am Ventilkörper 20 aus
gebildet, wobei jede dieser Lenk- oder Steuerflächen exzen
trisch zur Drehachse des Ventilkörpers 20 angeordnet ist und
einen Krümmungsradius aufweist, welcher größer als der Krüm
mungsradius der Ventilkörperaußenfläche ist, mit der sich die
Lenkfläche schneidet. Die Bogenform der Strömungs-Lenkfläche 21
geht aus der Schnittansicht der Fig. 4 im Einzelnen hervor.
Der obere Teil des Ventilkörpers 20 umfaßt einen Schaft 31,
der über einen Gelenkstift 32 mit der Handhabe 40 verbunden
ist. Dies ist ihrerseits über einen Stift 36 an einem dreh
baren Kopf 33 angelenkt, wobei die Achse des Stiftes 36 recht
winklig zur Achse des Ventilkörpers 20 verläuft. Der Kopf 33
ist in einer eine Relativdrehung gegenüber dem Gehäuse erlau
benden Position mittels eines Ringes 34 gehalten, der auf das
untere Ende des Kopfes 33 aufgeschraubt und mit einem Flansch
35 versehen ist. Dieser Flansch 35 paßt unter einem damit zu
sammenwirkenden Bund, der vom oberen Teil der Hülse 14 vor
steht. Auf Grund dieser Anordnung ergibt eine Schwenkbewe
gung der Handhabe 40 um die Achse des Stiftes 36 eine Axial
bewegung des Ventilkörpers 20 in dem Gehäuseteil 10, während
ein Verdrehen der Handhabe 40 um die Achse des Gehäuseteiles
10 eine entsprechende Drehbewegung des Ventilkörpers 20 her
vorruft.
Ein Halte- oder Anschlagstift 43 läßt sich mit einer Ausneh
mung im oberen Teil des Ventilkörpers 20 in Eingriff bringen,
um diesen in der in Fig. 1 gezeigten Schließstellung zu hal
ten. Der Anschlagstift 43 ist in einer Bohrung 42 des Kopfes
33 aufgenommen und wird darin mittels einer Schraube 44 ge
halten, deren Oberfläche teilweise in die Bohrung 42 hinein
ragt und dabei in einer Ausnehmung des Anschlagstiftes 43
aufgenommen ist. Ein mit einem Gewinde versehener Vorsprung
41 an der Handhabe 40 drückt auf den Haltestift 43, so daß
dieser in Eingriff mit der Ausnehmung des Ventilkörpers 20
verbleibt. Der Druck- oder Kontaktpunkt zwischen dem Vor
sprung 41 und dem Haltestift 43 liegt unterhalb der durch
die Achsen der Stifte 32 und 36 verlaufenden Ebene, so daß
dadurch eine Art Endlagensperre entsteht, welche bewirkt,
daß der Haltestift 43, nachdem einmal die Handhabe 40 voll
nach unten gedrückt worden ist, den Ventilkörper 20 trotz
der Wirkung des Wasserdruckes vom Einlaß 12 her auf das un
tere Ende des Ventilkörpers in dessen Schließstellung hält.
Die Schraube 44 kann in die zugehörige Bohrung im Kopf 33
mehr oder weniger tief eingeschraubt werden und ihr Ende
kann in einer extremen Drehstellung der Handhabe 40 mit
einer Fläche 46 der Hülse 14 als Teil des Gehäuses in Kon
takt gebracht werden. Folglich läßt sich durch Einstellung
der Lage der Schraube 44 das Ausmaß der Drehbewegung der
Handhabe 40 begrenzen und so festlegen, daß man die erwünsch
te Steuerwirkung bei der Mischung von Flüssigkeiten erhält,
die von den beiden Einlaßöffnungen her zuströmen. Die Steuer
wirkung wird nachfolgend noch näher erläutert.
Die Wirkungsweise des Ventilkörpers 20 wird aus einer Betrach
tung der Fig. 3, 4 und 5 deutlich. Nach einer anfänglichen
Axialbewegung des Ventilkörpers 20 aus dessen Schließstel
lung in Richtung auf die Öffnungsstellung (siehe Fig. 3) tre
ten zunächst die O-Ringe 27 und 26 aus den zugehörigen Boh
rungen 53 und 52 auf, so daß das Ventil nicht mehr abgedich
tet geschlossen ist. Das Ventil befindet sich zwar noch in
seiner Schließstellung, wenn auch nicht in einer vollständig
flüssigkeitsdichten Schließstellung, auf Grund der zylindri
schen Abschnitte 23 und 24, die weiterhin noch innerhalb der
Bohrungen 52 und 51 zwischen den jeweiligen Einlässen 53 und
16 und dem Auslaß 15 liegen. Bei weiterer Axialbewegung des
Ventilkörpers 20 kommen die Ausschnitte 21 und 22 gegenüber
den Rändern der Einlaßöffnung 16 bzw. der Auslaßöffnung 15
zu liegen, so daß um die Ausschnitte eine Strömung zur Aus
laßöffnung 15 hin einsetzt. Dadurch, daß der axiale Stirn
rand der Einlaßöffnung 16 näher an der Auslaßöffnung 15 und
der Stirnrand 59 der Auslaßöffnung 15 näher an der Einlaß
öffnung 53, die in Umfangsrichtung der Hülse 14 verläuft,
liegen, läßt sich der Volumendurchsatz an Flüssigkeit durch
die Auslaßöffnung in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Axial
bewegung des Ventilkörpers 20 im Gehäuseteil 10 steuern. Der
jeweilige Anteil der zu mischenden Flüssigkeit, der jeweils
von den beiden Einlaßöffnungen her zugeführt wird, wird durch
die Drehlage des Ventilkörpers 20 gesteuert, durch die größere
oder kleinere Querschnitte der Ausschnitte 21 bzw. 22 gegen
über den Öffnungen 16 und 15 freigegeben werden. Auf Grund
dessen, daß die Ausschnitte 21 und 22 auf derselben Seite
einer axial verlaufenden Durchmesserebene des Ventilkörpers
20 liegen und daß die Öffnungen 16 und 15 an diametral gegen
überliegenden Seiten des Gehäuses angeordnet sind, erhöht
sich stets der Verbindungsquerschnitt und damit der Zustrom
um die eine bogenförmige Lenkfläche verhältnisgleich, so
bald der Verbindungsquerschnitt und damit der Zustrom durch
eine Ausnehmung und um die andere gekrümmte Lenkfläche ver
ringert wird.
Durch die Anordnung der bogenförmigen Lenkflächen 21 und 22,
die mit den sich axial erstreckenden Seitenrändern der zuge
ordneten Öffnungen 15 und 16 zusammenwirken (vgl. Bezugszei
chen 57 und 58 in Fig. 5 für diese Seitenränder), läßt sich
eine weitgehend lineare Proportionalität zwischen einem be
stimmten Strömungsdurchsatz und dem Ausmaß der Verdrehung
des Ventilkörpers erreichen. Daraus resultiert, daß man eine
stärkere Annäherung an eine lineare Abhängigkeit proportio
naler Flüssigkeitsströme durch die beiden Einlässe erhält,
als diese mit solchen Ausschnitten oder Lenkflächen möglich
wäre, deren Bodenseite als Sehne zu dem drehbaren Ventil
körper verläuft. Außerdem gilt, daß infolge der weitgehend
rechtwinkligen Anordnung der seitlichen axial verlaufenden
Ränder der Öffnungen zu dem in Umfangsrichtung verlaufen
den Stirnrand der Öffnung in Axialbewegung des Ventilkör
pers in Öffnungs- und Schließstellung des Ventils das Quer
schnitts-Flächenverhältnis der Öffnungen nicht verändert.
Dadurch, daß die beiden gekrümmten Strömungs-Lenkflächen
auf derselben Seite einer Durchmesserebene des Ventilkör
pers 20 liegen, wobei die eine mit der Einlaßöffnung und
die andere mit der Auslaßöffnung zusammenwirkt, erfolgt die
Strömung zur Auslaßöffnung 15 hin von den beiden Einlaßöff
nungen her in der gleichen Richtung um einen spulenförmig
ausgebildeten Abschnitt 30 des Ventilkörpers 20 herum, in
dessen Bereich der Durchmesser reduziert ist. Auf Grund der
ähnlichen Strömungsrichtung vermischen sich die beiden Flüs
sigkeitsströme sehr glatt und mit einem Minimum an Turbulenz
und gegenseitiger Beeinflussung während des Durchflusses. Tat
sächlich hat sich bei einem Ausführungsbeispiel dieser Anord
nung gezeigt, daß nach dem Absperren eines Flüssigkeitszustro
mes an dessen Einlaß eine Saugwirkung als Ergebnis des Flüs
sigkeitsstromes von dem anderen Einlaß her entsteht. Dies
ist zu vergleichen mit dem normalerweise zu erwartenden Stau
druck, der bei extremer Turbulenz und gegenseitiger Beein
flussung der Strömung des Mischstromes, welcher den Auslaß 31
zu einem Wasserhahn od. dgl. hin verläßt, eintritt.
Aus den vorstehenden Erläuterungen ergibt sich, daß die O-Ring
abdichtungen relativ zum Gehäuse und zum Ventilkörper so ange
ordnet sind, daß sie die Verbindung zwischen den jeweiligen
Einlaßöffnungen und der Auslaßöffnung nach einer axialen Schließ
bewegung des Ventilkörpers im Gehäuse voll abdichten, nach
dem der Schaft des Ventilkörpers bereits die entsprechende
Verbindung zwischen den Einlaßöffnungen und der Auslaßöff
nung mittels seiner zylindrischen Abschnitte 23 und 24 un
terbrochen hat. Auf Grund der Tatsache, daß die O-Ringe die
Innenbohrungen erst dann abdichten, nachdem die hauptsäch
liche Schließwirkung des Ventiles bereits eingetreten ist,
sind die Druckgefälle über den O-Ringen zum Zeitpunkt des
Einsetzens der Abdichtung sehr niedrig, so daß der Verschleiß
der O-Ringe sehr gering bleibt. Das erhöht die Lebensdauer
der O-Ringe wesentlich, da diese somit gegenüber den eventuell
auftretenden Sickerströmungen abzudichten haben, nachdem die
Strömungsöffnungen bereits metallisch durch die zylindrischen
Abschnitte des Ventilkörpers verschlossen worden sind.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel des Mischventils ist
zwar die Verwendung einer schwenk- und drehbaren Handhabe
zur Betätigung des Ventilkörpers beschrieben worden. Es
liegt jedoch im Rahmen der Äquivalenz, bei Bedarf andere
Mittel zur Ausführung der voneinander unabhängigen Axial-
und Drehbewegung des Ventilkörpers relativ zum Gehäuse ein
zusetzen. So können beispielsweise zwei Drehknöpfe vorgese
hen sein, von denen der eine mittels Gewinde den Ventilkör
per axial bewegt, während dieser gegenüber einer Drehung
festgehalten ist, während der andere den Ventilkörper als
Ganzes verdrehen kann.
Claims (4)
1. Mischventil für Flüssigkeiten mit einem Gehäuse, das eine
Bohrung, zwei voneinander beabstandete und zum Flüssig
keitseinlaß mit der Bohrung verbundene Einlaßöffnungen
für die Flüssigkeiten, und eine Auslaßöffnung zur Ausleitung
der Flüssigkeit aus der Bohrung aufweist, wobei die Auslaß
öffnung mit der Bohrung an einer Stelle verbunden ist, die
zwischen den Einlaßöffnungen liegt, und mit einem Ventil
körper, der in der Bohrung im Gehäuse axial beweglich ist
zur Steuerung der Flüssigkeitsströmung von der jeweiligen
Einlaßöffnung durch die Bohrung zur Auslaßöffnung, und der
zur Steuerung der relativen Durchflußraten durch die beiden
Einlaßöffnungen in der Bohrung drehbar ist, wobei der Ven
tilkörper mit zwei konvex gekrümmten Leitflächen versehen
ist, die zur umkehrbaren Steuerung der relativen Durchflußraten
durch die einzelnen Einlaßöffnungen entsprechend der Drehung
des Ventilkörpers mit den einzelnen Öffnungen zusammenwirken,
wobei jede Leitfläche durch einen Ausschnitt des Ventil
körpers gebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einlaßöffnungen (16, 12) an Stellen vorgesehen sind, die in axialer Richtung der Bohrung voneinander beabstandet sind,
daß die Leitflächen (21, 22) durch getrennte Ausschnitte des Ventilkörpers (20) gebildet sind, die axial entlang der Länge des Ventilkörpers voneinander beabstandet sind, wobei die eine Leitfläche (21) mit der einen Einlaßöffnung (16) und die andere Leitfläche (22) mit der Auslaßöffnung (15) zusammenwirkt, zur Steuerung der relativen Flüssigkeitsströmung durch die beiden Einlaßöffnungen,
daß die mit der einen Leitfläche (21) zusammenwirkende Einlaßöffnung (16) zwei voneinander beabstandete Endbegrenzungen, von denen mindestens die eine Endbegrenzung die der Auslaßöffnung (15) näher ist sich entlang eines Teiles des Umfangs der Bohrung im Gehäuse erstreckt, und zwei seitliche Begrenzungen aufweist, die sich parallel zur Achse der Bohrung erstrecken und die die eine Endbegrenzung in einem im wesentlichen rechten Winkel schneiden, und
daß die Auslaßöffnung (15) zwei voneinander beabstandete End begrenzungen, von denen mindestens die eine Endbegrenzung (59) die der anderen Einlaßöffnung (14) näher ist sich entlang eines Teils des Umfangs der Bohrung im Gehäuse erstreckt, und seitliche Begrenzungen aufweist, die sich axial erstrecken und die eine Endbegrenzung in einem im wesentlichen rechten Winkel schneiden zur Steuerung der von den beiden Einlaßöffnungen (16, 14) kom menden Flüssigkeitsströmung durch Zusammenwirken der einen Leit fläche (21) mit der einen Endbegrenzung dieser Einlaßöffnung (16) und durch Zusammenwirken der Leitfläche (22) mit der einen Endbegrenzung (59) der Auslaßöffnung (15).
daß die Einlaßöffnungen (16, 12) an Stellen vorgesehen sind, die in axialer Richtung der Bohrung voneinander beabstandet sind,
daß die Leitflächen (21, 22) durch getrennte Ausschnitte des Ventilkörpers (20) gebildet sind, die axial entlang der Länge des Ventilkörpers voneinander beabstandet sind, wobei die eine Leitfläche (21) mit der einen Einlaßöffnung (16) und die andere Leitfläche (22) mit der Auslaßöffnung (15) zusammenwirkt, zur Steuerung der relativen Flüssigkeitsströmung durch die beiden Einlaßöffnungen,
daß die mit der einen Leitfläche (21) zusammenwirkende Einlaßöffnung (16) zwei voneinander beabstandete Endbegrenzungen, von denen mindestens die eine Endbegrenzung die der Auslaßöffnung (15) näher ist sich entlang eines Teiles des Umfangs der Bohrung im Gehäuse erstreckt, und zwei seitliche Begrenzungen aufweist, die sich parallel zur Achse der Bohrung erstrecken und die die eine Endbegrenzung in einem im wesentlichen rechten Winkel schneiden, und
daß die Auslaßöffnung (15) zwei voneinander beabstandete End begrenzungen, von denen mindestens die eine Endbegrenzung (59) die der anderen Einlaßöffnung (14) näher ist sich entlang eines Teils des Umfangs der Bohrung im Gehäuse erstreckt, und seitliche Begrenzungen aufweist, die sich axial erstrecken und die eine Endbegrenzung in einem im wesentlichen rechten Winkel schneiden zur Steuerung der von den beiden Einlaßöffnungen (16, 14) kom menden Flüssigkeitsströmung durch Zusammenwirken der einen Leit fläche (21) mit der einen Endbegrenzung dieser Einlaßöffnung (16) und durch Zusammenwirken der Leitfläche (22) mit der einen Endbegrenzung (59) der Auslaßöffnung (15).
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leit
flächen (21, 22) bogenförmig und in bezug zur Drehachse des
Ventilkörpers (20) exzentrisch ausgebildet sind.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Leitflächen (21, 22) auf der gleichen Seite einer durch die
Achse des Ventilkörpers (20) verlaufenden gedachten Ebene vor
gesehen sind.
4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Abdichtung der Verbindung zwischen
den Einlaßöffnungen (12, 16) und der Auslaßöffnung (15)
O-Ringe (26, 27) relativ zum Gehäuse und zum Ventilkörper
(20) so angeordnet sind, daß bei einer axialen Verschluß
bewegung des Ventilkörpers (20) im Gehäuse zunächst die
Verbindung zwischen jeder der Einlaßöffnungen (12, 16)
und der Auslaßöffnung (15) durch den Ventilkörper (20)
und anschließend durch die O-Ringe (26) unterbrochen
wird.
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