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Ausgleichglied in einem Mischventil für kalt es und
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heißes Wasser Die vorliegende Erfindung betrifft in einem Mischventil
für kaltes und heißes Wasser ein Ausgleichglied, das in der Strömungrichtung des
Wassers gesehen vor dem eigentlichen Mischventil eingebaut ist und einen als Druckausgleicher
dienenden Schieber aufweist.
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In bekannten Mischventilkonstruktionen wird das Verhältnis der Drosselöffnungen
für das kalte und das heisse Wasser, welches die Temperatur bestimmt, z.B. durch
erstellen eines Bedienungshebels geeignet gewählt, während wiederum die Wassermenge
z.BsdurdhDrehen des besagten Hebels geregelt werden kann. Um zu erreichen, daß die
Temperatur trotz Schwankung der Eintrittswassertemperaturen möglichst konstant ist,
sind Ausgleicherkonstruktionen angegeben worden, die derart mit einem Thermostat
versehen sind, daß einer gewissen Temperatur des Thermoelements eine gewisse baumäßige
Länge entspricht in deren Nähe das Thermoelement die Drosselungen der Eintrittswässer
in großen Verhältnissen verändern kann.
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Auf diese Weise gelangt man jedoch zu bedeutend komplizierten und
kostspieligen Konstruktionen.
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Andererseits wirken die Druckveränderungen im Kalt- oder Heisswassernetz
auf die Temperatur des in einem Ventil der genannten Art gemischten Wassers ein.
Zur Ausschaltung dieser Wirkung hat man Druckausgleicher eingesetzt.
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Um die oben angeführten Nachteile zu vermeiden, ist die Erfindung
in der Hauptsache dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleichen der Wassertemperaturvariationen
der besagte Schieber funktionsmäßig so mit dem Thermoelement verbunden ist, daß
bei Erwärmung der am Thermoelement vorbeifliessenden Wässer das Thermoelement bestrebt
ist, den Schieber in die Wichtung
zu drücken, in der der Anteil
der Heisswasserströmung herabgesetzt wird, und umgekehrt.
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Gemäß dieser Erfindung wird also der Druckausgleich mit der Thermostatenfunktion
auf eine neue Weise kombiniert, mittels welcher man einen im Hinblick auf seine
Kosten recht gut arbeitenden Temperaturausgleicher erhält, Nachstehend wird anhand
der beiliegenden Zeichnung eine Ausführungsform der Erfindung erläutert.
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Fig. 1 stellt im zentralen Axialschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung dar.
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Fig. 2 zeigt entsprechendermaßen ein zweites Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
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Das Heisswassereintrittsrohr 1 und das Saltwassereintrittsrohr 2 führen
zur Verbindung mit dem Druckausgleichschieber 4 im Ventilgehäuse 3 Der Schieber
4 arbeitet in zuvor bekannter Weise derart, daß der Druck des heißen Wassers durch
die Bohrung 5 hindurch zum Einwirken auf die linke Seite des Kolbens kommt, ebenso
wie der Druck des kalten Wassers auf dessen rechte Seite. Wenn nun der Druck des
heißen Wassers höher ist, so drückt dieses den Kolben nach rechts, wobei der Rand
7 der Rille 6 dessen Strömung drosselt, während zugleich der Rand 9 der Vorbeiflußrille
8 für das kalte Wasser die DurchfluE lerschnittsflSch.e für dieses erweitert, bis
das Gleichgew cht erzielt ist.
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Der Fig. 1 gemäß wird der Druckausgleicher mit einem Thermoelement
ausgerüstet, in welcher Eigenschaft ein im Schieber 4 in dem durch den Balg 10 und
die Endplatte 11 begrenzten Raum eingesetztes Material 12 mit geeigneter Wärmeausdehnung
dient. Die Erwärmung der eintretenden Wässer hat eine Ausdehnung dieses Materials
zur Folge, wobei die Endplatte 11 und die Schieberwandung 13 sich voneinander entfernen.
Durch Einfluß der Federn 14 und 15 erfolgt das Auseinandergehen zentrisch, wobei
sich der Schieber 4 um die halbe Bewegungslänge des Thermostaten in der die Heißwasseröffnung
drosselnden Richtung verschiebt, wobei die Temperatur natürlich ausgeglichen wird.
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Nach seinem Durchgang durch den Regler setzt das heiBe Wasser seinen
Weg längs des Kanals 16 und das kalte Wasser längs des Kanals 17 zu dem eigentlichen,
die Temperatur und die Wassermenge regelnden Ventil fort. Durch geeignete Wahl des
Flächenareals des Druckausgleichschiebers, der Steifigkeiten der Federn und der
Art des Thermoelements läßt sich die Arbeitsweise des Reglers möglichst gut mit
den jeweiligen Bedürfnissen in Einklang bringen.
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weist Gemäß Fig. 2 das Gehäuse 3 des Ausgleichglieds eine Bohrung
auf, in der der Schieber 4 eingesetzt ist. Das Einlaufrohr des heißen Wassers 1
und das Einlaufrohr 2 für das kalte Wasser führen zur besagten Bohrung und von derselben
gehen das
Heißwasseraustrittsrohr 16 und das Kaltwasseraustrittsrohr
17 aus, die mit dem eigentlichen Mischventil (nicht dargestellt) verbunden erden.
Wesentlich in der Mitte des Schiebers 4 sind zwei Flansche und zwischen diesen eine
Dichtung 25 vorgesehen, wodurch die Heißwasserseite von der Kaltwasserseite getrennt
wird. Die Gehäuseborung 3 weist auf der Warmwasserseite den Ringraum (6) auf, der
sich in das Eintrittsrohr 1 öffnet, und entsprechendermaßen befindet sich auf der
Kaltwasserseite der Ringraum 9, der sich entsprechendermaßen in das Eintrittsrohr
2 des kalten Wassers öffnet.
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Die Bauweise des Schiebers 4 in Fig. 2 geht aus dem Nachstehenden
hervor. Der Schieber 4 hat auf der Heißwasserseite einen einem Ventilteller ähnelnden
flanschartigen Vorsprungteil 23 und entsprechendermaßen auf der Kaltwasserseite
den Vorsprungteil 24, die in Erweiterungsteile der Bohrung 3 des Gehäuses an entsprechender
Stelle hineinpaßen. Auf den hinter den Außenendflächen der Vorsprungteile 23 und
24 verbleibenden Raum 5 wirkt auf der linken Seite der Druck des heißen Wassers
und auf der rechten Seite der Druck des kalten Wassers ein, mit dem Zweck, den Druckausgleich
unter den Rohren 16 und 17 zu bewerkstelligen.
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Weiterhin nach Fig. 2 ist innerhalb des Raums im Schieber
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zum Hervorbringen des Temperaturausgleichs als Thermostat der Bal 10 eingesetzt,
der ein geschlossenes Ende hat und dessen einer Randteil am Endteil 34 des Schiebers
befestigt ist. Der Schieber 4 und der Balg 10 umgrenzen in sich den Raum 12, der
mit einem Stoff mit geeigneter Wärmeausdehnung gefüllt ist. Das geschlossene Ende
des Balgs 10 drückt gegen das Zwischenglied 36, das seinerseits über die Feder 14
mit dem zylindrischen Zwischenglied 35 in Verbindung steht, dessen äußeres Ende
wiederum mit Gewinde mit dem am Gehäuse 3 befestigten Endstück 32 im Eingriff steht.
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Zwischen dem besagten Endstück 32 und dem Ende des Schiebers 4 ist
ein ringförmiger Teil 26 eingesetzt, derin einer Rille auf seinem Außenumfang den
Dichtungsring 28 und in einer inneren Rille den Dichtungsring 29 trägt, der gegen
den manschettenartigen Vorsprung am Innenstück 34 des Schiebers anliegt. Auf der
Kaltwasserseite befindet sich entsprechendermaßen der Ringteil 27 mit dem Dichtungsring
30 in einer außenseitigen Rille und in einer Rille auf der Innenseite mit dem Dichtungsring
31, der gegen den als Ventilteller dienenden Flansch 24 anliegt. Innerhalb des besagten
Vorsprungteils liegt die Feder 37, die mit der Schraube 38 in ihrer Bohrung festgestellt
ist. Die Schraube 38 wiederum liegt in der Mitte des das kaltwasserseitige Ende
des Ausgleichglieds verschließenden Endstücke 33, und das Verschlußstück
33
ist durch das Gewinde am Gehäuse 3 befestigt.
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Die Arbeitsweise des Ausgleichglieds gemäß Fig. 2, in dem in Zusammenwirken
sowohl Druck- als auch Temperaturkompensation eingerichtet ist, geht aus dem folgenden
hervor.
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Die Ventilflansche 23 und 24 bilden zusammen mit der Gehäusebohrung
Drosselstellen 20, 21 mit radialer Ausdehnung zusammen mit der schulterartigen Wandung
der Gehäusebohrungen.
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Auf diese Weise erzielt man eine zuverläßige Regelung des Verhältnisses
zwischen den Ströniungsmengen des kalten und des heißen Wassers, ohne daß bei den
zu drosselnden Gliedern eine Gefahr des Festschneidens oder sonstiger Betriebsstörungen
vorliegt.
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Geht man daran, die Arbeitsweise des Ausgleichsglieds von der in Fig.
2 gezeigten Situation ausgehend zu betrachten, in der die Strömungsquerschnitte
der Drosselstellen 20 und 21 für das heiße bzw. das kalte Wasser untereinander wesentlich
gleich groß sind und die Drücke in den Strömungskanälen 1, 16 und 2, 17 entsprechendermaßen
wesentlich gleich hoch sind. Wenn hierbei z.B. im Heißwasserrohr 1 der Druck steigt,
dann verschiebt sich der Schieber 4 der Kraft der Feder 37 entgegen in der Figur
nach rechts, womit der Str8-mungsquerschnitt 20 abnimmt und der Strömungsabschnitt
21 in entsprechendem Maß zunimmt, wobei in den Abgangsrohren 16 und 17 die Druckänderung
ausgeglichen wird und die StrÖ-mungsmengen
im wesentlichen konstant
bleiben.
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Wenn man die Warmwasserseite des Mischventils öffnet (die Kaltwasserseite
ist dann völlig geschlossen), bewirkt dies einen Druckabfall im Strömungskanal l,
16 sowie einen Druckanstieg im Strömungskanal 2, 17 was seinesteils Verschiebung
des Schiebers 4 in der Figur nach links verur sacht. Durch Einfluß des entstandenen
beträchtlich hohen Druckunterschieds wird jetzt die Ausdehnung des Mediums 12 auf
die Feder 12 eliminiert, und der Strömungsquerschnitt 20 bleibt trotz der Erwärmung
des Ausgleichglieds offen.
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Das Gleiche gilt im umgekehrten Fall. Das erfindungsgemäße Ausgleichglied
berücksichtigt somit die Druckschwankungen, die sowohl in den Eintritts- als auch
den Austrittsrohren stattfinden.
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Wenn z.B. die Temperatur des Heißwassers ansteigt, dann dehnt sich
das Medium im Raum 12 aus und das Ende des Balgs 10 drückt das Zwischengleid 36,
die Feder 14 und den Deckel des Zwischenglieds 35 gegen das Endstück 32 des Gehäuses
3 und der Schieber 4 verschiebt sich nach rechts, und der Strömungsquerschnitt an
der Drosselstelle 20 geht zurück während derjenige an der Stelle 21 entsprechendermaßen
anwächst, womit der Durchfluß des warmen Wassers im Ausgangsrohr 16 abnimmt und
die des kalten Wassers im Ausgangsrohr 17 zunimmt. Auf diese Weise wird KoWpensation
sowohl der Temperatur
- als auch der Druckänderungen erzielt, ehe
die Wässer in das eigentliche Mischventil geleitet werden.
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Die Erfindung ist in keiner Weise eng auf die obenstehend des Beispiels
halber beschriebenen Einzelheiten eingeschränkt, die innerhalb des durch die nachstehenden
Patentansprüche festgelegten Erfindungsgedankens variieren können.
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Patentansprüche