DE4418089A1 - Strömungssteuer- und Neubefüllungsring für ein Spülventil - Google Patents
Strömungssteuer- und Neubefüllungsring für ein SpülventilInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Spülventile, wie sie
in Toilettenvorrichtungen wie Urinalen und WC′s verwen
det werden, und insbesondere ein Membranspülventil. Die
Erfindung bezieht sich dabei speziell auf einen verbes
serten Strömungssteuerring, der das Wasservolumen be
stimmt, das bei einer Betätigung des Spülventils durch
gelassen wird. In zunehmendem Maße werden von offizieller
Seite die Wasserverwendung und im besonderen der
Wasserverbrauch in Toilettenvorrichtungen reguliert. Das
per Betätigung des Spülventils zulässige Spülwasservolu
men kann gebietsweise variieren und kann auch abhängig
vom Typus der Toilettenvorrichtung unterschiedlich sein,
in der das Spülventil benutzt wird. Die vorliegende Er
findung befaßt sich deshalb mit einem Strömungssteuer
ring, der bei jeder Betätigung des Spülventils den Was
serstrom genau bemißt und zudem sehr einfache Mittel
enthält, mit denen sich das Wasservolumen verändern
läßt, um den jeweils geltenden Wasserverbrauchsvor
schriften (in den Vereinigten Staaten) Rechnung zu tra
gen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spülventil für
eine Toilettenvorrichtung, bei dem im besonderen ein
verbesserter Neubefüllungsring zum Steuern des Wasservo
lumens vorgesehen ist, das bei jeder Betätigung des
Spülventils durchgelassen wird.
Eine primäre Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaf
fung eines Strömungssteuerringes für ein Spülventil der
eingangs genannten Art, wobei der Strömungssteuerring
die Menge des durchgelassenen Wassers exakt bemißt.
Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines
Spülventils der vorerwähnten Art, in dem der Neubefül
lungsring einen Strömungssteuerring trägt, dessen Pro
portionen zum Anpassen an unterschiedliche Wasserver
brauchsvorschriften abwandelbar sind.
Ein weiteres Ziel ist die Schaffung eines Strömungs
steuerringes für den vorerwähnten Zweck, dessen Form in
wirksamer Weise den Rückdruck während eines Spülvorgan
ges steuert, derart, daß das Wasservolumen während jeder
Betätigung des Spülventils konstant bleibt und auch un
abhängig von dem Zulaufwasserdruck zum Spülventil ist.
Eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes wird
anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im
Schnitt, eines Spülventils der
eingangs erwähnten Art;
Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt der
Membrananordnung des Spülventils
von Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Neube
füllungs-Ringes;
Fig. 4 eine Draufsicht auf den Neube
füllungsring;
Fig. 5 eine Druntersicht des Neube
füllungsringes;
Fig. 6 einen Schnitt in der Ebene 6-6
von Fig. 4;
Fig. 7 einen vergrößerten Teilschnitt
des Neubefüllungs-Ringes unter
Verdeutlichung von Wasserdurch
gängen;
Fig. 8 einen vergrößerten Teilschnitt
des Neubefüllungs-Ringes im Be
reich seiner äußeren Wand;
Fig. 9 eine Draufsicht einer Filter
scheibe;
Fig. 10 einen Schnitt in der Ebene
10-10 von Fig. 9;
Fig. 11 einen vergrößerten Schnitt in
einer Ebene 11-11 von Fig. 9;
Fig. 12 eine Draufsicht einer Rückhal
tescheibe; und
Fig. 13 einen Schnitt in einer Ebene
13-13 von Fig. 12.
In den Zeichnungen wird ein Spülventil dargestellt, das
einen Körper 10 mit einer Einlaßverbindung 12 und einer
Auslaßverbindung 14 aufweist. Solche Spülventile werden
von der Patentanmelderin, Sloan Valve Company, in Frank
lin Part, Illinois, hergestellt und unter dem Warenzei
chen "ROYAL" verkauft. Eine Membraneinrichtung, die all
gemein mit 16 angedeutet ist, enthält eine Membrane 18,
die am Körper 10 mittels einer inneren Abdeckung 20 pe
ripher gehalten wird. Die Membrane 18 ist auf eine
Schulter 22 am oberen Ende des Körpers 10 aufgesetzt und
wird in ihrer Position mittels der inneren Abdeckung 20
festgeklemmt. Eine äußere Abdeckung 24 ist auf den Kör
per 10 aufgeschraubt, um die innere Abdeckung 20 in ih
rer gezeigten Lage zu halten.
Die Membrananordnung 16 gemäß Fig. 1 liegt auf einem
Ventilsitz 26 auf, der am oberen Ende eines Stutzens 28
geformt ist. Der Stutzen 28 formt die Leitung, die den
Ventilsitz 26 mit dem Auslaß 14 verbindet. Die Membran
anordnung 16 enthält ein Entlastungsventil 30 mit einem
sich nach unten erstreckenden Schaft 32, der eine beweg
liche Hülse 34 trägt. Die Hülse 34 ist so angeordnet,
daß sie mit einem Kolben 36 in Kontakt bringbar ist, so
bald sie durch einen Hebel 38 betätigt wird. Dies ist
bei der Betätigung solcher Spülventile üblich.
Die Membrananordnung 16 enthält zusätzlich zur Membrane
18 und dem Entlastungsventil 30 eine Rückhaltescheibe
40, eine Filterscheibe 42, einen Neubefüllungsring 44,
und einen Strömungssteuerring 46. Die Rückhaltescheibe
40 weist einen inneren, zylindrischen und mit einem Ge
winde versehenen Abschnitt 48 auf, der mit einem dazu
passenden, zylindrischen und mit einem Gewinde versehe
nen Abschnitt 50 des Neubefüllungs-Ringes 44 verbunden
ist. Diese vorbeschriebene Gewindeverbindung klemmt die
Membrane 18 zwischen einem oberen Abschnitt 52 der Rück
haltescheibe 40 und der Filterscheibe 42 ein. Der Neu
befüllungsring 44 weist einen sich nach oben erstrecken
den, zylindrischen Abschnitt 54 auf, der an der Unter
seite der Filterscheibe 42 ansteht. Durch die Kombina
tion des Neubefüllungs-Ringes 44 und der Rückhalteschei
be 40 werden die Membrane 18 und die Filterscheibe 42
gegeneinandergeklemmt, so daß sie die Membrananordnung
16 formen.
Außen in der oberen Fläche der Filterscheibe 42 ist eine
Reihe eng benachbarter und beabstandeter, in Umfangs
richtung verteilter, kleiner Nuten 56 vorgesehen, die
beispielsweise eine Tiefe von 0,3048 mm (0,012 Zoll) ha
ben. Die obere Fläche der Filterscheibe 42 ist mit den
Nuten 56 einer unteren Fläche 58 der Membrane 18 zuge
wandt, die die obere Begrenzung für Passagen bildet, die
durch die Nuten 56 geformt werden. Die Nuten 56 funktio
nieren als Filterdurchgänge und sind so bemessen, daß
sie den Durchtritt schädlicher Partikel verhindern, die
vom Wasser mitgebracht werden. Die Nuten 56 verhindern,
daß die Partikel durch den Filter gehen und eine im
Rückhaltering 40 vorgesehene Beipaßöffnung 64 zulegen.
Ein Dichtungsring 60 ist am Einlaß der Nuten 56 posi
tioniert und zwischen der unteren Fläche der Membrane
und einer nach außen abgeschrägten Fläche 59 der Filter
scheibe 42 gehaltert. Innerhalb des Dichtungsringes 60
sind mehrere radiale Nuten 57 in der Oberfläche der Fil
terscheibe 42 geformt, die sich geringfügig mit den Nu
ten 56 überschneiden. Die Kombination des Dichtungsrin
ges 60 mit der Membrane 18 und den von den Nuten 56 ge
bildeten Passagen formt den Filter, der stromauf der
Beipaßöffnung 64 positioniert und mit seinen Durchgän
gen so bemessen ist, daß er das Durchspülen von Partikeln
im Wasser verhindert, die die Beipaßöffnung 64 zu
legen könnten. Die in Umfangsrichtung verteilten Nuten
56 bestimmten insgesamt eine beträchtliche Strömungsflä
che, die jedoch nur so bemessene Öffnungen enthält, daß
Wasserverunreinigungen am Durchtreten und Zulegen der
Beipaßöffnung 64 gehindert werden. Die Filternuten 56
schützen die Beipaßöffnung 64 und stellen sicher, daß
sie ihre gewünschte Funktion zu erfüllen vermag.
Durch die Nuten 56 strömendes Wasser erreicht das Inne
re der Filterscheibe und den Raum zwischen dem Neube
füllungs-Ring 44 und dem Innenbereich der Membrane 18.
Das Wasser wird speziell zu zwei abgeflachten Flächen 62
strömen, die außen an dem zylindrischen Abschnitt 50 des
Neubefüllungs-Ringes 44 geformt sind. Obwohl die gezeig
te Ausführungsform zwei abgeflachte Flächen 62 besitzt,
können auch mehr oder weniger als zwei abgeflachte Flä
chen 62 vorgesehen sein. Die abgeflachten Flächen 62
schaffen einen Strömungsweg, der die Filterpassagen 56
und die radialen Nuten 57 mit einer Beipaßöffnung 64 in
der Rückhaltescheibe 40 verbinden. Die Beipaßöffnung 64
steht mit einer ringförmigen Nut 66 in der Rückhalte
scheibe in Strömungsverbindung, wobei die ringförmige
Nut 66 dem Neubefüllungs-Ring 44 zugewandt ist und mit
den abgeflachten Flächen 62 kommuniziert. Wasser strömt
demzufolge von dem durch die individuellen Nuten 56 ge
formten Filter zu den abgeflachten Flächen 62 des zylin
drischen Abschnitts oder vorstehenden Abschnitts 50 des
Neubefüllungs-Ringes 44 und dann zur ringförmigen Nut 66
an der Unterseite der Rückhaltescheibe 40. Die Nut 66
ist mit der Beipaßöffnung 64 verbunden. Durch die vor
erwähnte Reihe von Durchgängen erreicht das Wasser eine
Druckkammer 68, die zwischen der inneren Abdeckung 20
und der Membrananordnung 16 positioniert ist.
Wie üblich, benötigen Spülventile des vorerwähnten Typs
Druck in der Kammer 68, um die Membrane 18 auf dem Ven
tilsitz 26 in der Schließstellung zu halten. Vom Einlaß
12 eintretendes Wasser durchströmt den vorbeschriebenen
Filter und die Beipaßöffnung 64, um die Kammer 68 zu
erreichen. Dieses Wasser hält dann die Membrane in der
geschlossenen und gezeigten Stellung.
Der Neubefüllungs-Ring 44 weist eine Vielzahl nach außen
weisender, vertikaler Nuten 70 auf, von denen einige
einen Durchgang 72 besitzen, der die Nuten 70 mit der
Innenseite des Neubefüllungs-Rings 44 verbindet. Sobald
das Spülventil betätigt wird, kann das Wasser den Auslaß
14 nur über die Durchgänge 72 und die Nuten 70 errei
chen. Die Anzahl und die Größe der Passagen bestimmen
das Wasservolumen, das bei jedem Spülvorgang durchgelas
sen wird.
Derzeit gültige offizielle Vorschriften bestimmen strikt
das Wasservolumen, das bei einer Betätigung einer Toi
lettenvorrichtung wie einem Urinal oder einem WC ver
braucht werden darf. Die Anforderungen variieren ge
bietsabhängig und auch für die unterschiedlichen
Toiletten-Einrichtungen. Da das gezeigte Spülventil so
wohl an Urinalen als auch in WC′s einsetzbar ist und in
Bereichen mit unterschiedlicher Beschränkung der Wasser
menge benutzt wird, kann der Neubefüllungs-Ring mit sei
nen Durchgängen 72 so dimensioniert und ausgelegt wer
den, daß er den spezifischen Anforderungen Rechnung
trägt, die für das jeweilige Spülventil gelten. Es ist
hier darauf hinzuweisen, daß ein Strömungssteuerring 46
vorgesehen ist, der einen sich nach oben erstreckenden,
ringförmigen Vorsprung 74 aufweist, der sich entlang der
Innenseite des Neubefüllungs-Ringes erstreckt und die
Anzahl der Durchgänge 72 bestimmt, die für das durch
strömende Wasser zur Verfügung stehen. Die Durchgänge 72
können sich über die gesamte Länge des
Neubefüllungs-Ringes 44 erstrecken. Jedoch bestimmt der
Strömungssteuerring 46 und im besonderen die Höhe des
Abschnittes 74, welcher Teil dieser Durchgänge 72 für
die Wasserströmung herangezogen wird. Ein Wechsel der
Größe der Bemessung des Strömungssteuerringes bewirkt
deshalb eine Veränderung des Wasservolumens, das bei
einem Spülvorgang durchgelassen wird.
Das Äußere des Neubefüllungs-Ringes 44 ist so bemessen,
daß es knapp in das Innere des Stutzens 28 paßt. Obwohl
der Neubefüllungs-Ring 44 mit der Membraneinrichtung an
gehoben wird, sobald das Spülventil betätigt ist, liegt
stets ein Umfangkontakt zwischen einem äußeren Abschnitt
76 des Strömungssteuerringes und der Innenwand des Stut
zens 28 vor, der dafür sorgt, daß das einlaufende Wasser
durch die Durchgänge 72 abströmt. Bei einer Betätigung
bewirkt eine Schwenkbewegung des Hebels 38, daß der Kol
ben 36 die Hülse 34 des Entlastungsventils 30 berührt.
Das Entlastungsventil kippt daraufhin, so daß der Druck
aus der Kammer 68 nach unten und über den Innenbereich
der Membrane 18 abgebaut wird. Daraufhin kann sich die
Membrane 18 von ihrem Sitz 26 abheben, wobei die Mem
braneinrichtung nach oben gezogen wird und den Einlaß 12
mit dem Auslaß 14 über die beschriebenen Durchgänge 72
im Neubefüllungs-Ring 44 verbindet. Sobald das Spülven
til betätigt worden ist, beginnt die Beipaßöffnung 64
sofort mit einer neuerlichen Füllung der Kammer 68. So
bald die Kammer 68 ausreichend unter Druck gesetzt wor
den ist, beginnt die Membraneinrichtung erneut, sich in
Richtung auf den Sitz 26 zu bewegen. Bei dieser Bewegung
wird zunächst der Wasserstrom vom Einlaß zum Auslaß ab
gedrosselt und schließlich gänzlich abgesperrt. Wie sich
im besonderen aus Fig. 8 entnehmen läßt, besitzt der
Außenbereich des Neubefüllungs-Ringes 44 eine leicht
nach innen abgeschrägte Fläche 80, die bewirkt, daß die
Schließbewegung des Neubefüllungs-Ringes 44 bei dessen
Bewegung in den Rohrstutzen 28 den Rückdruck in dem
Spülventil steuert. Dieser Rückdruck ist notwendig, um
die Bewegungsrate der Schließbewegung zu steuern und um
eine relativ rasche Schließung des Spülventils zu bewir
ken. Die Anzahl der Liter oder Gallonen an Wasser, das
durch das Spülventil bei einer Spülbetätigung hindurch
geht, wird zu einem Anteil nicht nur durch die Strömung
durch den Neubefüllungsring bestimmt, sondern auch durch
die Schließbewegungsrate des Spülventils beim Hineinbe
wegen des Neubefüllungsringes in den Rohrstutzen. Das
gewünschte Resultat dieser Maßnahmen ist, ein Durch
strömvolumen des Spülventils bei einer Betätigung unab
hängig von dem am Einlaß herrschenden Wasserdruck zu er
reichen. Dies läßt sich durch die Steuerung des Rück
druckes bewirken, der durch den Strömungssteuerwinkel
bestimmt wird, der dem Winkel entspricht, der zwischen
der schrägen Außenfläche 80 am Außenumfang des
Neubefüllungs-Rings 44 und der axialen Innenoberfläche
des Rohrstutzens 28 geformt ist.
Claims (19)
1. Spülventil für eine Toilettenvorrichtung wie ein
Urinal oder ein WC, mit einem einen Einlaß und einen
Auslaß aufweisenden Körper, an dem zwischen dem Einlaß
und dem Auslaß ein Ventilsitz vorgesehen ist, und mit
einem Ventilglied, das zum Ventilsitz hin und von diesem
Ventilsitz weg bewegbar ist, um die Strömung des das
Spülventil passierenden Wassers zu steuern, dadurch ge
kennzeichnet, daß im Ventilglied eine Vielzahl in Um
fangsrichtung verteilt angeordneter Durchgänge (72) vor
gesehen ist, die den Einlaß (12) mit dem Auslaß (14)
verbinden, sobald das Ventilglied vom Ventilsitz (26)
abgehoben ist, und daß die Größe der Durchgänge (72) das
Wasservolumen bemessen, das während einer Betätigung des
Spülventils durchgelassen wird.
2. Spülventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchgänge (72) im wesentlichen gleichförmig um
den Umfang des Ventilgliedes verteilt sind.
3. Spülventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventilglied entlang eines axialen Pfades auf den
Ventilsitz (26) zu und von diesem weg bewegbar ist, und
daß sich die Durchgänge (72) axial erstrecken.
4. Spülventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Spülventil einen Stutzen (28) aufweist, der den
Ventilsitz (26) mit dem Auslaß (14) verbindet, daß das
Ventilglied, vorzugsweise stromab der Durchgänge (72),
einen Abschnitt (76,54) aufweist, der mit dem Stutzen
(28) in peripherem Kontakt steht, wenn sich das Ventil
glied auf den Ventilsitz (26) zu bzw. von diesem weg be
wegt.
5. Spülventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Ventilglied eine Membrane (18) und ein mit
der Membrane (18) verbundener, stromab liegender Neube
füllungsring (44) vorgesehen sind, und daß die Durchgän
ge (72) im Neubefüllungsring (44) geformt sind.
6. Spülventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Neubefüllungsring (44) eine Vielzahl außen lie
gender, sich axial erstreckender Nuten (70) aufweist,
daß die Durchgänge (72) mit zumindest einem Teil der Nu
ten (70) verbunden sind, um Wasser vom Äußeren des Neu
befüllungsringes (44) zu dessen Inneren durchzulassen.
7. Spülventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß am stromab liegenden Ende des Neubefüllungsringes
(44) ein Strömungssteuerring (46) befestigt ist, der
einen sich nach außen erstreckenden Abschnitt (76) auf
weist, der mit dem Stutzen (28) in peripherem Kontakt
steht, wenn sich die Membrane (18) und der Neubefül
lungsring (44) auf den Ventilsitz (26) zu und von diesem
weg bewegen.
8. Spülventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Strömungssteuerring (46) einen sich in axialer
Richtung erstreckenden Abschnitt (74) aufweist, der sich
innerhalb des Neubefüllungsringes (44) erstreckt und
einen Teil der Durchgänge (72) abdeckt.
9. Spülventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß sich der axial erstreckende Abschnitt (74) des Strö
mungssteuerringes (46) gleichmäßig in den Neubefüllungs
ring (44) hineinerstreckt.
10. Spülventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Außenbereich (80) des Ventilgliedes benachbart
zu den Durchgängen (72) graduell gegenüber der Innenwand
des Stutzens (28) divergiert, um einen im wesentlichen
konstanten Rückdruck stromauf des Ventilgliedes auf
rechtzuerhalten, sobald das Ventilglied in Richtung auf
seine Schließstellung zum Ventilsitz (26) verstellt
wird.
11. Spülventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die stärkste Divergenz des Außenbereiches (80) des
Ventilgliedes relativ zur Innenwand des Stutzens (28) an
einem Abschnitt des Ventilgliedes angeordnet ist, der am
weitesten von dem Abschnitt (54) des Ventilgliedes ent
fernt ist, der mit der Innenwand des Stutzens (28) in
peripherem Kontakt steht.
12. Ventilgliedeinrichtung für ein Spülventil einer Toi
lettenvorrichtung, wobei die Ventilgliedeinrichtung auf
einen zwischen einem Spülventileinlaß und einem Auslaß
angeordneten Ventilsitz des Spülventils in einer
Schließstellung aufsetzbar ist, mit einem den Ventilsitz
und den Auslaß verbindenden Stutzen des Spülventils, und
mit einer im Ventilglied vorgesehenen Membrane, gekenn
zeichnet durch einen mit der Membrane (18) verbundenen
Neubefüllungsring (44) zum Steuern der Wasserströmung
zwischen dem Einlaß (12) des Spülventils und dem Auslaß
(14), wobei der Neubefüllungsring (44) eine Vielzahl um
fangsseitiger Durchgänge (72) aufweist, die den Einlaß
(12) mit dem Auslaß (14) verbinden, sobald das Ventil
glied vom Ventilsitz (26) des Spülventils abgehoben ist,
wobei die Größe der Durchgänge (72) das durchgehende
Wasservolumen während einer Betätigung des Spülventils
bestimmt.
13. Ventilglied nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß der Neubefüllungsring (44) einen Abschnitt (76)
stromab der Durchgänge (72) aufweist, der mit dem Stut
zen (28) in peripherem Kontakt steht, sobald das Ventil
glied auf den Ventilsitz (26) zu oder von diesem weg be
wegt wird.
14. Ventilglied nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß der Neubefüllungsring (44) eine Vielzahl außen
liegender und sich axial erstreckenden Nuten (70) auf
weist, und daß die Durchgänge (72) zumindest mit einem
Teil der Nuten (70) verbunden sind, um Wasser vom Außen
bereich des Neubefüllungsrings (44) zu dessen Innerem
durchzulassen.
15. Ventilglied nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß am stromab liegenden Ende des Neubefüllungsrin
ges (44) ein Strömungssteuerring (46) angebracht ist,
der einen sich nach außen erstreckenden Abschnitt (76)
aufweist, der mit dem Stutzen (28) des Spülventils in
peripherem Kontakt steht.
16. Ventilglied nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß am Strömungssteuerring (46) ein sich axial er
streckender Abschnitt (74) vorgesehen ist, der sich im
Inneren des Neubefüllungsringes (44) befindet und zumin
dest einen Teil der Durchgänge (72) abdeckt.
17. Ventilglied nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich
net, daß sich der Strömungssteuerring (46) gleichmäßig
in den Neubefüllungsring (44) hineinerstreckt.
18. Ventilglied nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß der Außenbereich (80) des Ventilgliedes gra
duell gegenüber der Innenwand des Stutzens (28) diver
giert, um einen im wesentlichen konstanten Rückdruck auf
das Ventilglied aufrechtzuerhalten, sobald dieses in
Richtung auf seine Ventilsitz-Schließstellung bewegt
wird.
19. Ventilglied nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich
net, daß die stärkste Divergenz des Außenbereiches (80)
des Ventilgliedes an einem Abschnitt des Ventilgliedes
vorliegt, der am weitesten von dem Abschnitt (54) ent
fernt ist, der mit dem Stutzen (28) in peripherem Kon
takt steht.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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