DE4209994A1 - Electric tea or coffee maker - Google Patents

Electric tea or coffee maker

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Abstract

The tea or coffee maker has a heat source (16) for heating the water in a fresh water container (1), the heated water supplied via a riser pipe (7) to a filter (11) containing ground coffee or tea leaves, supported above a reception jug (19). A valve (4) blocks the reverse flow of water to the fresh water container.The heat source is heated by a boiler (2) with a vol. which is a fraction of the vol of the fresh water container and is coupled to the base of the container via a coupling line (3) including the non-return valve (4), blocked when the boiler is filled and by the steam pressure in the boiler.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil mit einem axial durch­ strömbaren Ventilgehäuse, das einen Ventilsitz und eine an den Ventilsitz angrenzende Ventilkammer aufweist, in der eine durch Anströmung gegen den Ventilsitz bewegbare Ventilkugel angeordnet ist, die durch ihr Eigengewicht oder durch eine Fremdkraft in einer von dem Ventilsitz abgehobenen Stellung gehalten wird.The invention relates to a check valve with an axial through flowable valve housing that has a valve seat and one on the Has valve seat adjacent valve chamber in which a through Arranged against the valve seat movable valve ball which is due to its own weight or by an external force a position lifted off the valve seat is held.

Rückschlagventile der angegebenen Art sind allgemein bekannt. Sie finden in zahlreichen Systemen und Geräten Anwendung, um einen Strömungskanal in einer Strömungsrichtung zu sperren, wobei sie durch das den Strömungskanal durchströmende Medium in ihre Sperr­ stellung geschaltet werden. Eine Anwendung derartiger Rückschlag­ ventile findet sich unter anderem in Geräten zur automatischen Zu­ bereitung heißer Getränke wie Kaffee oder Tee zur intermittieren­ den Sperrung des Zulaufs von Wasser aus dem Frischwasserbehälter in den Heißwasserbereiter. Die erforderliche Strömung zum Schließen des Rückschlagventils wird bei dieser Anwendung durch Dampfblasenbildung im Heißwasserbereiter erzeugt, wobei es an dem Rückschlagventil zu einer aus Dampf und Wasser zusammengesetzten Zweiphasenströmung kommen kann, die ein schnelles, zuverlässiges Schließen des Rückschlagventils erschwert.Check valves of the specified type are generally known. they are used in numerous systems and devices to Block flow channel in a flow direction, being through the medium flowing through the flow channel into its barrier position can be switched. An application of such a setback valves can be found, among other things, in devices for automatic closing preparation of hot drinks such as coffee or tea for intermittent use blocking the inflow of water from the fresh water tank in the water heater. The flow required to In this application, the check valve is closed by Vapor formation in the hot water heater is generated, where it at the Check valve to one composed of steam and water Two-phase flow can come, which is a fast, reliable It is difficult to close the check valve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rückschlagventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich durch ein verbesser­ tes Schließverhalten auszeichnet und für unterschiedliche Strö­ mungsmedien, wie beispielsweise Wasser und Dampf, wie auch für Mehrphasenströmungen gleichermaßen geeignet ist.The invention has for its object a check valve to create the kind mentioned above, which can be improved distinguished closing behavior and for different currents media, such as water and steam, as well as for Multi-phase flows are equally suitable.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Ven­ tilkammer auf der dem Ventilsitz abgekehrten Seite der Ventilkugel ein durch Anströmung gegen die Ventilkugel bewegbarer Antriebskör­ per angeordnet ist, der den Strömungswiderstand in Ventil­ schließrichtung erhöht.According to the invention this object is achieved in that in Ven  valve chamber on the side of the valve ball facing away from the valve seat a drive body that can be moved against the valve ball is arranged by the flow resistance in valve closing direction increased.

Das erfindungsgemäße Ventil beruht auf der Erkenntnis, daß sich der Strömungswiderstand einer für das dichte Schließen eines Ven­ tilsitzes optimal geeigneten Ventilkugel durch die Anordnung eines Antriebskörpers auf der dem Ventilsitz abgekehrten Seite der Ven­ tilkugel erheblich steigern läßt, woraus ein wesentlich empfindli­ cheres und von den Strömungsmedien unabhängigeres Schließverhalten resultiert. Die einfache und genaue Herstellbarkeit der den Schließkörper bildenden Ventilkugel wird hierbei nicht beeinträch­ tigt und der durch die Anordnung des Antriebskörpers erforderliche zusätzliche Bauaufwand ist vergleichsweise gering, da der Antriebskörper und die Ventilkugel nicht miteinander verbunden sein müssen. In Durchflußrichtung ergeben sich bei dem erfindungs­ gemäßen Rückschlagventil stabile Druckbereiche an der Ventilkugel und dem Antriebskörper, so daß das bei bekannten Kugelrückschlag­ ventilen nachteilige Flattern in Durchflußrichtung vermieden wird.The valve according to the invention is based on the knowledge that the flow resistance of one for the tight closing of a ven valve seat optimally suitable by the arrangement of a Actuator body on the side of the Ven facing away from the valve seat tilkugel can be increased significantly, from which a significantly sensitive Closing behavior that is more independent of the flow media results. The simple and accurate manufacturability of the The valve ball forming the closing body is not affected Tigt and the required by the arrangement of the drive body additional construction effort is comparatively low because of Actuator body and the valve ball are not connected have to be. In the direction of flow arise at the Invention check valve stable pressure areas on the valve ball and the drive body, so that the known ball kickback valves adverse flutter in the flow direction is avoided.

Bei dem erfindungsgemäßen Rückschlagventil kann weiterhin vorgese­ hen sein, daß die Ventilkugel und/oder der Antriebskörper als Schwimmkörper ausgebildet sind. Auch in dieser Ausgestaltungsvari­ ante, bei der neben dem strömungsabhängigen Schließen auch ein Schließen des Rückschlagventils durch Auftriebskräfte möglich ist, ist die erfindungsgemäße Anordnung des Antriebskörpers von Vor­ teil, da mit Hilfe des Antriebskörpers eine Erhöhung der Auf­ triebskraft erreicht werden kann.The check valve according to the invention can also be used for pre-reading hen be that the valve ball and / or the drive body as Floats are formed. Also in this design variant ante, which also includes flow-dependent closing The check valve can be closed by buoyancy forces, is the inventive arrangement of the drive body from before part, because with the help of the drive body an increase in on driving force can be achieved.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung hat der Antriebs­ körper die Form eines Zylinders, dessen Längsachse in Strömungs­ richtung verläuft. Der Strömungswiderstand eines Zylinders ist bei gleichem Strömungsquerschnitt erheblich größer als der einer Kugel. Zusätzlich bewirkt der Zylinder eine Verlagerung des in Strömungsrichtung gesehen vorderen Staupunkts der Ventilkugel, wodurch auch an der Ventilkugel eine Erhöhung der in Schließrich­ tung wirkenden Strömungskraft erzeugt wird. Für einen günstigen Strömungsverlauf ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die der Ven­ tilkugel benachbarte Stirnseite des zylindrischen Auftriebskörpers als Halbkugel ausgebildet ist. Hierdurch wird vör allem der Strö­ mungswiderstand des erfindungsgemäßen Rückschlagventils in Ventil­ öffnungsrichtung vermindert. Weiterhin kann erfindungsgemäß vorge­ sehen sein, daß die der Ventilkugel abgekehrte Stirnseite des zylindrischen Antriebskörpers als Kugelkalotte ausgebildet ist, um in Ventilschließrichtung den Strömungswiderstand des Antriebskör­ pers zusätzlich zu erhöhen.In a preferred embodiment of the invention, the drive body in the form of a cylinder, its longitudinal axis in flow  direction runs. The flow resistance of a cylinder is at same flow cross-section significantly larger than one Bullet. In addition, the cylinder causes the in Direction of flow seen at the front stagnation point of the valve ball, which also causes an increase in the closing direction at the valve ball tion acting flow force is generated. For a cheap one It is also advantageous if the flow of the Ven Tilkugel adjacent end of the cylindrical buoyancy body is designed as a hemisphere. In this way, especially the stream ment resistance of the check valve according to the invention in valve opening direction reduced. Furthermore, according to the invention can be seen that the face of the valve ball facing away from the cylindrical drive body is designed as a spherical cap to the flow resistance of the actuator body in the valve closing direction pers to increase additionally.

Um die Ventilkugel und den Antriebskörper in der Ventilkammer zu lagern und in der erforderlichen Weise zueinander auszurichten, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Ventilkugel und der Antriebskörper an Führungsstegen geführt sind, die sich längs der zylindrischen Wand der Ventilkammer erstrecken.Around the valve ball and the actuator body in the valve chamber store and align them in the required manner, can be provided according to the invention that the valve ball and Drive bodies are guided on guide webs, which are along the extend cylindrical wall of the valve chamber.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigenThe invention is described below using an exemplary embodiment explained in more detail, which is shown in the drawing. Show it

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgestalte­ tes Rückschlagventil, Fig. 1 shows a longitudinal section through a valve according to the invention ausgestalte th check,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Strömungsverhältnisse an einer einzelnen Ventilkugel und Fig. 2 is a schematic representation of the flow conditions on a single valve ball and

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Strömungsverhältnisse beim Zusammenwirken von Ventilkugel und Antriebskörper des erfindungsgemäßen Rückschlagventils. Fig. 3 is a schematic representation of the flow conditions in the interaction of the valve ball and drive body of the check valve according to the invention.

Das in Fig. 1 dargestellte Rückschlagventil besteht aus einem Ventilgehäuse 1, das eine im wesentlichen zylindrische Ventilkam­ mer 2 enthält, die an ihren entgegengesetzten Enden jeweils mit einem rohrförmigen Anschlußstutzen 3, 4 in Verbindung steht. In der dem Anschlußstutzen 3 benachbarten Stirnwand der Ventilkammer 2 ist ein kreisringförmiger Ventilsitz 5 angeordnet. An der zylin­ drischen Längswand der Ventilkammer 2 sind mehrere, sich in Längs­ richtung erstreckende Führungsstege 6 vorgesehen. An den Führungs­ stegen 6 sind eine dem Ventilsitz 5 benachbarte Ventilkugel 7 und ein mit der Ventilkugel 7 zusammenwirkender Antriebskörper 8 axial verschiebbar gelagert. Der im Schnitt dargestellte Antriebskörper 8 hat die Form eines Zylinders, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Ventilkugel 7 entspricht. Die der Ventilkugel 7 benachbarte Stirnwand des Antriebskörpers 8 wird durch ein Halbkugel 9 gebil­ det. Die entgegengesetzte Stirnwand des Antriebskörpers 8 ist als Kugelkalotte 10 ausgebildet.The check valve shown in Fig. 1 consists of a valve housing 1 , which contains a substantially cylindrical Ventilkam mer 2 , which is at its opposite ends with a tubular connecting piece 3 , 4 in connection. An annular valve seat 5 is arranged in the end wall of the valve chamber 2 adjacent to the connecting piece 3 . On the cylindrical longitudinal wall of the valve chamber 2 , a plurality of longitudinally extending guide webs 6 are provided. On the guide webs 6 , a valve ball 7 adjacent to the valve seat 5 and a drive body 8 cooperating with the valve ball 7 are axially displaceably mounted. The drive body 8 shown in section has the shape of a cylinder, the diameter of which corresponds to the diameter of the valve ball 7 . The end wall of the drive body 8 adjacent to the valve ball 7 is formed by a hemisphere 9 . The opposite end wall of the drive body 8 is designed as a spherical cap 10 .

Das dargestellte Rückschlagventil ist für Geräte zur automatischen Zubereitung heißer Getränke wie Kaffee, Tee oder dergleichen vor­ gesehen, um in solchen Geräten das Nachfließen des kalten Frisch­ wassers in den Heißwasserbereiter zu steuern. Der Frischwasserbe­ hälter wird an den Anschlußstutzen 3, der Heißwasserbereiter an den Anschlußstutzen 4 angeschlossen. Das Schließen des Rückschlag­ ventils soll hierbei sowohl durch Auftrieb als auch durch Strö­ mungskräfte bewirkt werden. Die Ventilkugel 7 und der Antriebskör­ per 8 sind daher als Schwimmkörper ausgebildet, deren Dichte weni­ ger als 1 g/cm3 beträgt. Ein geeigneter Werkstoff zur Herstellung der Ventilkugel 7 und des Antriebskörpers 8 ist beispielsweise Polypropylen mit einer Dichte von ca. 0,9 g/cm3. The check valve shown is seen for devices for the automatic preparation of hot drinks such as coffee, tea or the like in order to control the flow of cold fresh water into the hot water heater in such devices. The fresh water tank is connected to the connection piece 3 , the hot water heater to the connection piece 4 . The closing of the check valve should be effected by both buoyancy and flow forces. The valve ball 7 and the drive body per 8 are therefore designed as floating bodies, the density of which is less than 1 g / cm 3 . A suitable material for producing the valve ball 7 and the drive body 8 is, for example, polypropylene with a density of approximately 0.9 g / cm 3 .

Für das beschriebene Rückschlagventil ergeben sich folgende Schließbedingungen:The following results for the check valve described Closing conditions:

Ist die Ventilkammer 2 mit einem Medium ausreichender Dichte, bei­ spielsweise Wasser gefüllt, so wird die Ventilkugel 7 durch ihren eigenen Auftrieb und den Auftrieb des Antriebskörpers 8 gegen den Ventilsitz 4 gedrückt. Die Schließkraft entspricht somit der Summe beider Auftriebskräfte und ist damit etwa doppelt so groß wie die Schließkraft, die lediglich mit einer einzigen Ventilkugel erreichbar wäre.If the valve chamber 2 is filled with a medium of sufficient density, for example water, the valve ball 7 is pressed against the valve seat 4 by its own buoyancy and the buoyancy of the drive body 8 . The closing force thus corresponds to the sum of both buoyancy forces and is therefore approximately twice the closing force that could only be achieved with a single valve ball.

Ist die Dichte des Medium in der Ventilkammer geringer als die der Ventilkugel 7 und des Auftriebskörpers 8, so kann das Rückschlag­ ventil durch die Wirkung einer Strömungskraft geschlossen werden. Dies ist beispielsweise erforderlich, wenn die Ventilkammer mit Luft oder Dampf durchströmt wird. Die den Schließvorgang auslösen­ den Strömungskräfte sind in Fig. 3 veranschaulicht.If the density of the medium in the valve chamber is lower than that of the valve ball 7 and the buoyancy body 8 , the check valve can be closed by the action of a flow force. This is necessary, for example, when air or steam flows through the valve chamber. The flow forces that trigger the closing process are illustrated in FIG. 3.

Das über den Anschlußstutzen 4 in die Ventilkammer 2 einströmende Medium beaufschlagt zunächst die Kugelkalotte 10 des Antriebskör­ pers 8, wodurch sich ein Staudruck bildet, der eine Druckwider­ standskraft F1 hervorruft. Durch die konkave Kalottenform des Antriebskörpers 8 befinden sich die Staupunkte auf der Mantellinie des Zylinders, so daß der Staudruck auf die gesamte projezierte Stirnfläche des Antriebskörpers 8 wirkt. Die Gestaltung der Anströmfläche als Kugelkalotte und mit einem entsprechend hohen c -Wert erhöht die Druckwiderstandskraft F1 etwa auf das Dreifache einer Kugel.The flowing in via the connecting piece 4 in the valve chamber 2 medium initially acts on the spherical cap 10 of the Antriebsskör pers 8 , which forms a dynamic pressure which causes a pressure resistance force F1. Due to the concave dome shape of the drive body 8 , the stagnation points are on the surface line of the cylinder, so that the dynamic pressure acts on the entire projected end face of the drive body 8 . The design of the inflow surface as a spherical cap and with a correspondingly high c value increases the pressure resistance F1 about three times as much as a sphere.

Nach dem Passieren der Kugelkalotte 10 umströmt das Medium den Antriebskörper 8 und die Ventilkugel 7. Hierbei ergeben sich durch die Strömungsablenkung an der Ventilkugel 7 dynamische Kräfte F2, die in Strömungsrichtung geneigt, aber radial zum Kugelmittelpunkt verlaufen. Die Neigung der dynamischen Kräfte F2 wird dabei von den Staupunkten S2, S2 bestimmt. Die dynamischen Kräfte F2 addie­ ren sich zu einer resultierenden dynamischen Kraft F3, die in Schließrichtung wirksam ist.After passing the spherical cap 10, the medium flows around the drive body 8 and the valve ball 7 . The flow deflection on the valve ball 7 results in dynamic forces F2 which are inclined in the direction of flow but run radially to the center of the ball. The inclination of the dynamic forces F2 is determined by the stagnation points S2, S2. The dynamic forces F2 add up to a resulting dynamic force F3, which is effective in the closing direction.

Betrachtet man im Vergleich zu dem erfindungsgemäßen Rückschlag­ ventil die Schließkräfte an einer angeströmten Einzelkugel, so wird der Grad der Verbesserung der Schließwirkung deutlich. Wie aus Fig. 2 zu ersehen, liegen die Staupunkte S2 auf der Anström­ seite bei einer Einzelkugel wesentlich enger beieinander. Die Druckwiderstandskraft ist daher erheblich geringer und die dynami­ schen Kräfte F2 sind weit geringer in Strömungsrichtung geneigt, so daß auch die resultierende Kraft F3 viel kleiner ausfällt. Durch das Zusammenwirken der Ventilkugel 7 und des Antriebskörpers 8 wird demgegenüber eine erhebliche Steigerung der strömungsbe­ dingten Schließkräfte erreicht, die das etwa doppelte Gewicht aus der Ventilkugel 7 und dem Antriebskörpers 8 bei weitem kompensie­ ren.If one compares the closing forces on a single ball against which flow is compared to the check valve according to the invention, the degree of improvement of the closing effect becomes clear. As can be seen from Fig. 2, the stagnation points S2 are on the inflow side with a single ball much closer together. The pressure resistance force is therefore considerably lower and the dynamic forces F2 are inclined far less in the direction of flow, so that the resulting force F3 is also much smaller. By the interaction of the valve ball 7 and the drive body 8 , on the other hand, a considerable increase in the closing forces caused by the flow is achieved, which compensate for approximately twice the weight of the valve ball 7 and the drive body 8 by far.

Das beschriebene Rückschlagventil eignet sich vor allem für Mehr­ phasenströmungen, z. B. aus Dampf und Wasser, wie sie bei Geräten zum Zubereiten heißer Getränke auftreten können. Im Gegensatz zu den bekannten Rückschlagventilen mit Einzelkugel werden hierbei sichere Öffnungs- und Schließzustände erreicht.The check valve described is particularly suitable for more phase currents, e.g. B. from steam and water, as in devices may occur when preparing hot drinks. In contrast to the well-known check valves with single ball are here safe opening and closing conditions reached.

Claims (6)

1. Rückschlagventil mit einem axial durchströmbaren Ventilge­ häuse, das einen Ventilsitz und eine an den Ventilsitz angrenzende Ventilkammer aufweist, in der eine durch Anströ­ mung gegen den Ventilsitz bewegbare Ventilkugel angeordnet ist, die durch ihr Eigengewicht oder durch eine Fremdkraft in einer von dem Ventilsitz abgehobenen Stellung gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ventilkammer (2) auf der dem Ventilsitz (5) abge­ kehrten Seite der Ventilkugel (7) ein durch Anströmung gegen die Ventilkugel (7) bewegbarer Antriebskörper (8) angeordnet ist, der den Strömungswiderstand in Ventilschließrichtung erhöht.1. Non-return valve with an axially flowable Ventilge housing, which has a valve seat and an adjacent to the valve seat valve chamber, in which a movable by the flow against the valve seat valve ball is arranged, which is lifted by its own weight or by an external force in a valve seat Position is held, characterized in that in the valve chamber ( 2 ) on the side facing away from the valve seat ( 5 ) of the valve ball ( 7 ) a flow body against the valve ball ( 7 ) movable drive body ( 8 ) is arranged, which the flow resistance in Valve closing direction increased. 2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkugel (7) und/oder der Antriebskörper (8) als Schwimmkörper ausgebildet sind.2. Check valve according to claim 1, characterized in that the valve ball ( 7 ) and / or the drive body ( 8 ) are designed as floating bodies. 3. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskörper (8) die Form eines Zylinders hat, des­ sen Längsachse in Strömungsrichtung verläuft.3. Check valve according to one of claims 1 or 2, characterized in that the drive body ( 8 ) has the shape of a cylinder whose longitudinal axis extends in the direction of flow. 4. Rückschlagventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Ventilkugel (7) benachbarte Stirnseite des zylin­ drischen Antriebskörpers (8) als Halbkugel (9) ausgebildet ist. 4. Check valve according to claim 3, characterized in that the valve ball ( 7 ) adjacent end face of the cylin drical drive body ( 8 ) is designed as a hemisphere ( 9 ). 5. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der Ventilkugel (7) abgekehrte Stirnseite des zylindrischen Antriebskörpers (8) als Kugelkalotte (10) aus­ gebildet ist.5. Check valve according to one of claims 3 or 4, characterized in that the valve ball ( 7 ) facing away from the cylindrical drive body ( 8 ) is formed as a spherical cap ( 10 ). 6. Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkugel (7) und der Antriebskörper (8) an Füh­ rungsstegen (6) geführt sind, die sich längs der zylindri­ schen Wand der Ventilkammer (2) erstrecken.6. Check valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve ball ( 7 ) and the drive body ( 8 ) on Füh approximately webs ( 6 ) are guided, which extend along the cylindri's wall of the valve chamber ( 2 ).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1775614A1 (en) * 1967-09-25 1971-08-12 Alfredo Brusegan Device with safety valve for automatic interruption of the suction of a liquid

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