DE3220951A1

DE3220951A1 - Membranspuelventil

Info

Publication number: DE3220951A1
Application number: DE19823220951
Authority: DE
Inventors: Gyula Hóbor; Tibor Molnár; László Nagykanizsa Nagy
Original assignee: APRILIS 4 GEPIPARI MUEVEK
Current assignee: APRILIS 4 GEPIPARI MUEVEK
Priority date: 1981-09-30
Filing date: 1982-06-03
Publication date: 1983-04-14
Also published as: HU185458B; DE8216142U1

Description

3 MembranspUlventil

Die Erfindung betrifft ein handbetätigtes, mit einer elastischen Membran und einer Beschleunigungsdüse versehenes Spülventil, welches in erster Linie für die wassersparsame Spülung von WC-Becken und Pissoiren geeignet ist, wobei die RUcksaugung verhindert wird.

Membranventile sind allgemein bekannt und benutzt. Die Membran-Ausführung wird meist dann benutzt, wenn das Öffnen und Schließen mit irgendeinem Steuermedium (Luft, öl, Wasser usw.) gesteuert werden soll.

In diesem Fall stehen die Membran und das Absperrglied miteinander in Verbindung und dadurch wird das Absperrglied von der auf die Membran wirkenden Kraft betätiqt. Die Membran dient gleichzeitig auch zur Verhinderung des Einströmens des Steuermediums in das gesteuerte Medium.

Bei diesen Ventilen ist zusätzlich eine gesonderte Steuereinheit erforderlich, (z.B·. ein Magnetventil), von welcher die Zu- und Abführung des Steuermediums zu bzw. von der Membran gesteuert ist, wie z.B. gemäß der HU-PS 167.982.1.

Es sind auch selbstsperrende Membranventile bekannt, bei denen die Membran zur Sicherstellung des Schlie ßens perforiert ist und das Ventil mit Hilfe der durch die Membran strömenden Flüssigkeit geschlossen wird, falls die Flüssigkeit aus dem Raum über der Membran nicht ausströmen kann. Bei dem automatischen Füllen eines Behälters wird die Abführung des Steuermediums von einem Schwimmer gesteuert. Falls das Flüssigkeitsniveau sinkt, wird durch den Schwimmer ein Ventil ge-

öffnet, wodurch die Flüssigkeit aus dem Raum über der Membran ausströmt, so daß der Wasserzulauf geöffnet wird (US-PS 3.763.881).

Diese Systeme sind für Spülungen nicht geeignet, sondern nur für das öffnen bzw. Schließen des Zulaufs irgendeiner Flüssigkeit oder irgendeines gasförmigen Mediums im Rohrsystem.

Nach dem heutigen Stand der Technik sind mehrere Spülventile bekannt. In den Metal 1gehäusen dieser handbetätigten Ventile befinden sich genau bearbeitete Kolbensysteme und eine oder mehr Feder(n). An den Kolben befinden sich verschiedene Gummidichtungen, welche einerseits das Schließen der Ventile, andererseits die Dichtigkeit sicherstellen und zwar sowohl während des Betriebes als auch in geschlossenem Zustand (z.B. Schell).

Der Nachteil dieser Systeme ist, daß die Oberflächen, die ohnehin eine genaue Bearbeitung erfordern, durch sich im Wasser befindende Verunreinigungen dem Verschleiß ausgesetzt sind, so daß die Möglichkeit eines bedeutenden Schadhaftwerdens besteht. Sie enthalten derartige komplizierte Bauteile, deren Reparatur schwierig ist und nicht am Ort der Anwendung zu verwirklichen ist. Im Falle eines niedrigeren Wassernetzdurckes ist es unsicher, ob sie ihre Funktion entsprechend erfüllen. Die Ermüdung der Feder, welche zur

Sicherstellung des Schließens des Ventils dient, ist auch eine Quelle für erneute Fehlermöglichkeiten.

Das Spülsystem gemäß der Erfindung ist ein derartiges manuell, mechanisch oder elektrisch betätigtes Ventil, welches mit einer automatischen Doppelmembran, einer Flüssigkeitsbeschleunigerdüse und einer Rücksaugverhinderung versehen ist und dessen Schließkraft durch

den Druck der verwendeten Flüssigkeit selbst gebildet wird, wobei die ausströmende Flüssigkeit über einen Flüssigkeitsbeschleuniger mit Luft vermischt zum Ort der Anwendung gelangt.

Das Spülsystem gemäß der Erfindung beruht einerseits auf der Erkenntnis, daß das Wasser-Luft-Gemisch mit hoher Geschwindigkeit eine außerordentlich wirksame, wassersparsame Spülung sicherstellt, da es eine hohe Schwemm- und Triebfähigkeit hat. Darüberhinaus bereitet es sich an der Oberfläche gut aus und spritzt nicht.

Die Erfindung beruht andererseits auf einer neuartigen technischen Lösung der Betätigung des Ventils. Die von der Druckseite des Ventils über die sich im Ventil befindliche Sperrmembran eingeleitete Flüssigkeit drückt die Membran durch die wegen der Flächenunterschiede auftretende Kraft auf den Ventilsitz. Diese Sperrkraft genügt, daß im Ventil keine Flüssigkeitsströmung entsteht.

Mit dem Lösen des auftretenden Druckes - mit der Ableitung der über der Membrane befindlichen Flüssigkeit - wird die Membran unter dem Druck der im Netz vorhandenen Flüssigkeit von dem Ventilsitz abgehoben, wodurch die Flüssigkeitsströmung einsetzt, welche durch eine Beschleunigerdüse hindurchströmend sich

mit einströmendem Wasser vermischt. ^;

Die Erfindung betrifft somit ein handbetätigtes, mit einem Flüssigkeitsbeschleuniger-System versehenes Doppelmembran-Ventil, welches entsprechend einen

oberen und einen unteren Ventil körper, eine flexible 35

Membran, ein Steuerventil-System für das öffnen und

Schließen der Ventilkammer und im Ablaufstrang eine Beschleunigerdüse enthält.

In einer Unigehungsbohrung bzw. -leitung, welche das

Wasserleitungsnetz mit der Venti1 kammer verbindet, ist ein vorzugsweise verstellbares Drosselglied ausgebildet, durch welches die Aufladezeit, also die Geschwin- digkeit der Sperrung, geregelt werden kann. Die Druckentlüftungsbohrung der Ventilkammer ist über ein Hilfsventil mit dem AbIaufstutzen des Ventils verbunden.

Das öffnen dieses Hilfsventils erfolgt manuell. Es ist mit einer Hilfsmembran versehen, welche einerseits sicherstellt, daß die SteuerflUssigkeit bei geöffnetem Ventil nicht ins Freie austreten kann, und andererseits das Sperren des Hilfsventils begünstigt. Das im AbI aufstutzen des Ventils angewendete Flüssigkeitsbeschleuniger-System sichert eine leichte Montage. Durch die Grundstellung der angewendeten Membran wird die Rücksaugung verhindert.

Die mit dem Spülventil erzielte Wassereinsparung und dadurch auch Energieeinsparung hat ebenfalls eine große Bedeutung, weil die hindurchströmende Flüssigkeitsmenge sich proportional zu der Zeit.des Eindrückens des Handknopfes ändert. Bei kurzzeitigem Einrücken des Knopfes strömt eine minimale Wassermenge (0,5 - 1,5 Liter), während bei 1 - 2 Minuten dauerndem Einrücken des Knopfes der eingestellten Sperrzeit entsprechend soviel Wasser durch das System strömt, wie es der bestiinmungsgemäßen Benutzung entspricht.

Die Ventile sind also besonders geeignet für ihren Einsatz in Bedürfnisanstalten.

Das Ventil gemäß der Erfindung enthält keine Verschleißteile.

! Das erfindungsgemäße System besitzt über die Einhaltung der hygienischen Vorschriften hinaus sehr vorteilhafte Eigenschaften. So kann die Herstellung des Ventils wegen seiner Einfachheit z.B. auch aus Kunststoff gelöst werden. Dies ermöglicht die Anwendung der wirtschaftlichen Spritzgießverfahren-Technologie und der gegeneinander austauschbaren Bauteile.

Im Vergleich mit den bekannten Spülsystemen ist das erfindungsgemäße .System sehr einfach, korrosionsbeständig, seine eventuelle Reparatur erfordert keine Fachkenntnisse, das angewendete Beschleunigersystem ermöglicht seine Anwendung bei veränderlichen bzw.

niedrigen Drücken.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht im Wegfall der Beschleunigerdüse. Dadurch ist das Ventil für die Dosierung jedes Mediums geeignet - mit Handsteuerung oder anderer Steuerung - falls der Druck an der Auströmseite kleiner ist als an der Einströmseite.

Ein Ausführungsbeispiel des Spülsystems bzw. des Ventils gemäß der Erfindung ist aus der Zeichnung ersichtlich, deren einzige Figur einen Längsschnitt durch das Ventil zeigt.

Der Körper des dargestellten Ventils besteht aus drei Teilen, aus dem unteren Ventilkörper 12, aus dem oberen Ventilkörper 9, sowie aus der anschließenden

Beschleunigungsdüse 13 mit dem Luftansauger 11.

Der Ventilkörper enthält die entgegen der Strömungsrichtung schließende Sperrmembran 2, das Betätigungsglied, welches aus dem Druckknopf 14, dem daran festgelegten Achsstößel 6, der Membran 7 und dem in Strömungsrichtung schließenden Hilfsventi!teller mit Gummiring 8 besteht, und das Drosselglied 10.

Die an der Druckseite einströmende Flüssigkeit gelangt über den überströmkanal 1 aus dem Raum vor der Membran 2 in den Ventilraum 4 hinter der Membran 2, wo der Differenzdruck die Membran 2 an den Ventilsitz 3 drückt und dadurch den Einströmungsquerschnitt versperrt. Bei dem Einrücken des Druckknopfes 4 wird der an dem Achsstößel 6 befestigte Hilfsventilteller 8 von seinem HiIfsventilsitz in den Raum 4 hinein abgehoben, so daß die Flüssigkeit aus dem Raum 4 zwischen der Membran 2 und dem Hilfsventi1 teller 8 durch die von diesem beherrschte Oberströmöffnung 5 zu dem Ablaufraum des Ventils hinter der Membran 2 hin entlüftet wird und daher der die Membran 2 gegen den Ventilsitz 3 andrückende Druck abfällt. In diesem Augenblick wirkt die resul tierende Kraft auf die Membran 2 in der Strömungsrich tung der zulaufenden Flüssigkeit an der Druckseite und dadurch wird die Membran vom Ventilsitz 3 abgehoben und die Strömung der Flüssigkeit setzt ein. Gleichzeitig strömt durch die Überströmbohrung 1 weiterhin Flüssigkeit hinter die Membran 2, wobei der Flüssigkeitsdruck hier einerseits auf die Oberfläche der am Ventilstößel 6 befestigten Membran 7, und andererseits auch auf den einen Differenzkolben bildenden Ventilteller mit Gummiring 8 wirkt. Die der Betätigungskraft auf den Knopf 14 entgegenwirkende Kraft wirkt daher in der Schließrichtung des Ventilteller 8 auf diesen.

Mit dem Loslassen des Druckknopfes 14 wird daher der Ventilteller 8 mit seinem Gummiring in der Strömungsrichtung der den Hi1fsventi1 sitz in dem oberen Ventil körper 9 passierenden Flüssigkeit gegen den Hilfsventilsitz gedrückt und versperrt dadurch der durch den Kanal 5 ausströmenden Flüssigkeit den Weg. Daher steigt der Druck in der Ventilkammer 4 an, so daß die durch den überströmkanal 1 weiterhin strömende Flüssigkeit die Membran 2 entgegen der Strömungsrichtung der den Ventilsitz 3 passierenden Flüssigkeit gegen den Ventilsitz 3 drückt und so das Ventil schließt.

In der überströmbohrung 1 ist ein einstellbares Drosselglied 10 angeordnet, mit dem sowohl die Aufladung des Raumes 4 oberhalb der Membran 2 als auch die Sperrzeit des Spülventils eingestellt werden können.

In dem Ablaufstrang des Spülventils ist eine Beschleunigerdüse 13 ausgebildet, deren Aufgabe einerseits in der Beschleunigung des ausströmenden Mediums, und andererseits durch ihre Gestaltung in der Ausbreitung der Flüssigkeit zu der Rohrwand hin und ihrer Vermischung mit Luft besteht.

Die Beschleunigerdüse 13 sichert gleichzeitig den entsprechenden Anschluß der Ablaufrohrstrecke an das Ventil.

Durch die Gestaltung der Membran 2, die topfförmig mit kegeligem Topfmantel ausgebildet ist und an ihrem der Zulaufseite zugewendeten Topfboden, mit dem sie mit dem Ventilsitz 3 zusammenwirkt, eine halbkugelige Verdickung aufweist, sowie die Gestaltung des Ventilkörpers 12 wird gesichert, daß die Membran 2 in geschlossenem Zustand je weniger Belastung erhält sowie daß die

Rücksaugung verhindert wird.
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Im Augenblick des üffnens bewirkt die an der Ablaufseite ausströmende Flüssigkeit in der übersrömöffnung 5 einen Unterdruck, wodurch die Flüssigkeit aus dem Raum 4 hinter der Membran 2 in genügender Maße wegströmen kann.

Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Sperrzeit des Ventils mittels des Drosselgliedes 10 verstellbar, dies ermöglicht eine breitere Anwendung. Das Ventil

hat keine gleitenden und reibenden Bauteile, so daß dadurch die Verunreinigungen in der Flüssigkiet keinen Verschleiß und keine Undichtigkeit herbeiführen und das Ventil in seiner Funktion zuverlässig ist.

Das Ventil gemäß der Erfindung kann mit beliebigen Abmessungen hergestellt werden und kann überall dort angewendet werden, wo das freie Abströmen der Flüssigkeit gewährleistet ist.

Vorzugsweise ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, der Ventilsitz 3 als axial abstehender Ringbund ausgebildet, der mit dem ihn umgebenden Ventilkörper 12 einen Ringraum bildet, der mit der Abströmseite des Ven- tils in offener Verbindung steht und bei an dem Ventilsitz 3 anliegender Membran 2 von deren kegelförmig verlaufenden Topfmantel abgedeckt ist, so daß sie unter dem an ihrem Topfmantel wirkenden Druckunterschied zwischen der Steuerkammer 4 und der Abströmseite des Ventils gegen den Ventilsitz 3 gedrückt ist. Ein Druckunterschied im Bereich des Topfmantels baut sich bereits auf, sobald das Hilfsventil geschlossen ist, so daß dadurch die Membran 4 gegen den Ventilsitz 3 gegedrückt wird, sobald der Druck in der Steuerkammer hinreichend angestiegen ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Membran 2 aus einem elastischen Material sein, so daß durch ihr Abheben vom Ventilsitz 3 aus ihrer elastischen Verformungskraft eine kleine Rückstellkraft aufgebaut wird, die sie nach dem Schließen des Hilfsventils in Richtung auf den Ventilsitz 3 drückt.

Claims

PATENTANWÄLTE VIERING & JENTSCHURA zugelassen beim Europäischen Patentamt European Patent Attorneys— Mandatalres en Brevets Europeens Dipl.-Jng. Hans-Martin Viering · Dipl.-Ing. Rolf Jentschura · Steinsdorfstraße 6 · D-8000 München Anwaltsakte 4117 02.06.1982 Aprilis 4 Gepipari MUvek, Kiskunfelegyhäza/UNGARN Membranspül ventil Ansprüche

1. Membranspül ventil, welches für Spülsysteme geeignet ist und für die Spülung von WC-Becken und

· Pissoiren vorteilhaft ist, gekennzeichnet durch

eine Membran (2) zur Regelung der Mediumströmung, eine Steuerkammer (4) für die Betätigung der Membran (2), wenigstens eine die Regelmembran (2) umgehende Umgehungsbohrung (1) zur Verbindung des an der Eingangseite befindlichen Raumes größeren Druckes mit der Steuerkammer (4), eine Entlüftungsbohrung (5), welche die Steuerkammer (4) mit dem sich an der Ausgangsseite des Ventils befindlichen Raum geringeren Druckes und/oder mit anderen Räumen geringeren Druckes verbindet, ein Hilfsventil

(8) für das Offnen und Schließen der Verbindungsbohrung und in gegebenem Fall eine Beschleuniger-Mischdüse (13) für die Luftansaugung und die Beschleunigung der Mediumströmung.

Telefon (089) 293413 und 293414 ■ Telefax (089) 222066 · Telex 5212306 jepa d · Telegramm Steinpat München

2. Membranspülventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an dem Ventilstößel (6) des Hilfsventils befestigte Dichtungsmembran (7) zur Unterstützung der Betätigung des Ventils (8), einem Druckknopf (4) für Handbetätigung oder in gegebenem Fall ein elektrisches Betätigungsglied für die automatische und/oder Fernbetätigung wie z.B. mittels eine Elektromagneten.

3. Membranspülventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Regelmembran (4) der Stabilisator der Mediumströmung die Membran (4) ist, die an ihrer mit dem Ventilsitz (3) zusammenwirkenden Sperrfläche wenigstens eine Verdickung und/oder wenigstens eine Vertiefung aufweist.