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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Flüssigkeitssteuerventil zur Steuerung
einer Strömung
einer Flüssigkeit
und in mehr besonderer Weise ein Flüssigkeitssteuerventil, das
sowohl eine Funktion zur automatischen Regelung des Drucks auf der
Ausflußseite
als auch eine Wasserstop-Funktion aufweist. Das Flüssigkeitssteuerventil
wird z. B. als Toilettenbeckenspülventil
für die
Zufuhr von Spülwasser in
ein Toilettenbecken verwendet.
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STAND DER
TECHNIK
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Weist
das Flüssigkeitssteuerventil
sowohl die Funktion zur automatischen Regelung des Drucks auf der
Ausflußseite
als auch die Wasserstop-Funktion auf, ist ein herkömmlicher
Aufbau bekannt, der im japanischen Gebrauchsmuster-Dokument 8-7456 beschrieben
ist. Dieser herkömmliche Stand
der Technik betrifft jedoch eine Ventilvorrichtung mit normalerweise
geöffnetem
Ventiltyp, der im Normalzustand geöffnet ist und andererseits
geschlossen ist, wenn es die Umstände verlangen. Daher weist
diese Vorrichtung den Nachteil auf, daß sie so wie sie ist nicht
für ein
Toilettenbeckenspülventil mit
normalerweise geschlossenem Ventiltyp verwendet werden kann, der
im Normalzustand geschlossen ist und, wenn es die Umstände erfordern,
geöffnet
ist, um das Waschwasser zuzuführen.
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Gemäß dem Dokument
US-A-5613516 weist ein kombinierter hydraulischer Druckregler und Druckschalter
ein Gehäuse
auf, das eine Innenkammer enthält,
die einen Einlaßkanal
mit einem Auslaßkanal
verbindet. Eine Auflagevorrichtung ist beweglich in der Innenkammer
angeordnet und weist eine Auflage rund um eine Öffnung auf. Die Öffnung ist
mit dem Auslaßkanal
verbunden. Ein Tellerventil ist verschiebbar in der Innenkammer
angeordnet. Eine Einstellfeder bringt normalerweise das Tellerventil
in engen Kontakt mit der Auflage, um die Öffnung zu schließen, wobei
das Tellerventil in eine Richtung weg von der Auflage verschiebbar
ist als Reaktion auf einen hydraulischen Druck in der Innenkammer, der
ausreichend ist, um die Kraft der Einstellfeder zu überschreiten.
Ein Begrenzungsschalter ist am Trägerkörper angeordnet. Ein Schalt-Stellglied
ist mit dem Tellerventil verbunden zur Betätigung des Begrenzungsschalters
als Reaktion auf die Bewegung des Tellerventils in eine Richtung
weg von der Auflage. Die Auflagevorrichtung ist in der Kammer hydraulisch
entlastet, so daß die
Auflage mit dem Tellerventil in Berührung bleibt bis ein Auswahldruck
in der Innenkammer überschritten
wird, was danach zu einer hydraulischen Strömung vom Einlaßkanal zum
Auslaßkanal
führt.
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, indem die vorstehend erwähnten Punkte
in Betracht gezogen wurden, wobei es die Aufgabe der Erfindung ist,
ein Flüssigkeitssteuerventil
eines standardmäßig geschlossenen
Ventiltyps zu schaffen, das sowohl eine Funktion zur automatischen
Regulierung des Drucks auf der Ausflußseite als auch eine Wasserstop-Funktion aufweist.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Flüssigkeitssteuerventil
gemäß Anspruch
1. Erfindungsgemäß wird ein
Flüssigkeitssteuerventil
geschaffen, in dem eine Ventilöffnungskraft
klein gehalten wird, wodurch ein hervorragender Ventilöffnungsbetrieb
erreichbar ist. Weiterhin wird ein Flüssigkeitssteuerventil geschaffen,
das zum Zeitpunkt des Schließen
des Ventils eine Drosselungsfunktion erzielen kann, wodurch es möglich ist,
die Erzeugung hämmernder Wassergeräusche zu
reduzieren.
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In Übereinstimmung
mit einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein
Flüssigkeitssteuerventil
geschaffen, das alle Merkmale des Anspruchs ?? aufweist.
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Weiterhin
wird in Übereinstimmung
mit einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ein wie
im vorstehend erwähnten
ersten Gesichtspunkt angeführtes
Flüssigkeitssteuerventil
geschaffen, wobei eine Rückstaukammer
an der Rückseite
des Ventilkörpers
angeordnet ist, um so den Druck auf der Ausflußseite in die Rückstaukammer einzuleiten,
und ein Oberflächenabschnitt
zur Aufnahme des Drucks aus der Richtung der Ventilöffnung im
Ventilkörper
angeordnet ist, um so einen Außendurchmesser
des Oberflächenabschnitts
zur Aufnahme des Drucks aus der Richtung der Ventilöffnung festzulegen,
der geringfügig
kleiner ist als ein Außendurchmesser
der Ventilauflage.
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Weiterhin
wird in Übereinstimmung
mit einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ein wie
im vorstehend erwähnten
ersten oder zweiten Gesichtspunkt angeführtes Flüssigkeitssteuerventil geschaffen,
wobei eine Drosselklappe auf der Seite des Ventilkörpers vorliegt
und in einer überlappenden
Art und Weise an der äußeren Umfangsseite
der beweglichen Ventilauflage angeordnet ist, mit der an einem Ende
der Druckregulierungskolben versehen ist, so daß ein Drosselungsvorgang erreicht
wird.
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Im
Flüssigkeitssteuerventil
gemäß dem ersten
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, das mit dem vorstehend
erwähnten
Aufbau versehen ist, ist es, da der Ventilkörper auf der Ventilauflage
sitzt, um das Ventil in Übereinstimmung
mit der Ventilschließkraft,
die durch den zuflußseitigen
Druck und durch die Federkraft der Wasserstop-Feder erzeugt wird,
zu schließen
und da er sich von der Ventilauflage weg bewegt, um das Ventil zu
einem Zeitpunkt zu öffnen,
wenn die externe Ventilöffnungskraft
größer ist
als die angewendete Ventilschließkraft, möglich, die Ventilvorrichtung
als standardmäßig geschlossenen
Ventiltyp zu konstruieren, der im Normalzustand geschlossen ist
und geöffnet
ist, wenn es die Gelegenheit erfordert. Außerdem wird, da sich der druckregulierende
Kolben bewegt, um den Abgleichpunkt zwischen dem ausflußseitigen
Druck und der Federkraft der druckregulierenden Feder zum Zeitpunkt des Öffnens des
Ventils zu finden, und sich die bewegbare Ventilauflage in Übereinstimmung
mit dieser Bewegung bewegt, ein Ventilöffnungsabstand zwischen der
Ventilauflage und dem Ventilkörper
in Übereinstimmung
mit einer Größe des ausflußseitigen
Drucks automatisch reguliert. Daher kann eine Strömungsmenge
automatisch in Übereinstimmung mit
der Größe des ausflußseitigen
Drucks automatisch reguliert werden und der ausflußseitige
Druck konstant gehalten werden.
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Darüber hinaus
kann im Flüssigkeitssteuerventil
gemäß dem zweiten
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, das mit dem vorstehend
erwähnten
Aufbau versehen ist, da die Rückstaukammer
an der Rückseite
des Ventilkörpers
angeordnet ist, in dem der Druck auf der Ausflußseite in die Rückstaukammer
geleitet wird, und da der Oberflächenabschnitt
zur Aufnahme des Drucks aus der Richtung der Ventilöffnung im
Ventilkörper
angeordnet ist, in dem der Außendurchmesser
des Oberflächenabschnitts
zur Aufnahme des Drucks aus der Richtung der Ventilöffnung als
geringfügig
kleiner als der Außendurchmesser
der Ventilauflage eingestellt ist, eine Größe der Ventilschließkraft in Übereinstimmung
mit dem zuflußseitigen
Druck zum Zeitpunkt des Schließens
des Ventils vergleichsweise klein eingestellt werden. Daher ist
es möglich,
den Wert der externen Ventilöffnungskraft
in Übereinstimmung
mit dieser Einstellung vergleichsweise klein zu halten.
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Weiterhin
wird im Flüssigkeitssteuerventil gemäß dem dritten
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, das mit dem vorstehend
erwähnten
Aufbau versehen ist, da die Drosselklappe an der Seite des Ventilkörpers angebracht
ist, um in einer überlappenden
Art und Weise an der äußeren Umfangsseite der
beweglichen Ventilauflage angeordnet zu sein, die an einem Ende
des Druckregulierungskolbens angeordnet ist und den Drosselungsvorgang
erreicht, die Ventilauflage beim Schließen des Ventils durch die Drosselklappe überlappt,
wodurch die Strömungsmenge
nach und nach gedrosselt werden kann. Deshalb ändern sich die Durchflußmenge und der
Druck nicht plötzlich,
so daß es
dadurch möglich ist,
die Erzeugung hämmernder
Wassergeräusche einzuschränken.
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In
diesem Fall enthält
die vorliegende Anwendung die folgenden technischen Inhalte.
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Und
zwar wird, um die vorstehend genannten Ziele zu erreichen, gemäß einem
durch die Erfinder der vorliegenden Anwendung vorgeschlagenen Flüssigkeitssteuerventil
(einem druckreduzierenden Ventil mit einer Wasserstop-Vorrichtung)
ein Flüssigkeitssteuerventil
geschaffen, das aufweist
einen Einlaßkanal und
einen Auslaßkanal,
wobei
ein druckregulierender Kolben innerhalb eines Gehäuses gleitet,
eine zwischen dem druckregulierenden Kolben und dem Gehäuse zwischengeschaltete
druckregulierende Feder durch den ausflußseitigen Druck betätigt wird,
der druckregulierende Kolben selbstregulierend arbeitet, so daß der ausflußseitige
Druck einen konstanten Wert annimmt, Flüssigkeitsdruck aufnehmende
Flächen
in einer axialen Richtung in Bezug auf einen Ventilkolben so eingestellt
sind, daß eine
druckaufnehmende Fläche
in Ventilöffnungsrichtung
ein wenig kleiner ist als eine druckaufnehmende Fläche in Ventilschließrichtung (es
wird bevorzugt, daß die
Differenz zwischen den druckaufnehmenden Flächen 0,5 cm2 oder
kleiner ist), wobei eine Ventilöffnungskraft
durch einen Schaft verringert ist.
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Weiterhin
wird gemäß einem
anderen Flüssigkeitssteuerventil
(einem druckreduzierenden Ventil mit einer Wasserstop-Vorrichtung) ein
Flüssigkeitssteuerventil
geschaffen, das aufweist:
einen Einlaßkanal und
einen Auslaßkanal,
wobei
ein druckregulierender Kolben innerhalb eines Gehäuses gleitet,
eine zwischen dem druckregulierenden Kolben und dem Gehäuse zwischengeschaltete
druckregulierende Feder durch den ausflußseitigen Druck betätigt wird,
der druckregulierende Kolben selbstregulierend arbeitet, so daß der ausflußseitige
Druck einen konstanten Wert annimmt und eine Ventilöffnungskraft
mittels eines Schafts verringert wird aufgrund eines Flüssigkeitsdrucks
in Richtung der Betätigung
(Achse), die auf einen Ventilkolben angewendet wird, der einen gewölbten, trommelförmigen Aufbau
aufweist und in der Mitte verengt ist. Ferner überlappen sich im vorstehend
erwähnten Flüssigkeitssteuerventil
eine im Ventilkolben ausgebildete Drosselklappe (diese Drosselklappe
ist durch ein unabhängiges
Teil des Ventilkolbens ausgebildet und kann durch einen Aufbau angeordnet
werden, der in Übereinstimmung
mit einem Befestigungsverfahren mittels einem am äußeren Umfang
gebildeten Fixierloch, einem an einem äußeren Umfangsabschnitt des
Ventilkolbens gebildeten Haken und dergleichen verbunden wird) und
ein lippenförmiger
Abschnitt, der im druckregulierenden Kolben ausgebildet ist, im
Ventilschließzustand
und sind mit einem gewissen Abstand in entgegengesetzter Richtung angeordnet,
die Drosselklappe ist so ausgebildet, daß sie trompetenförmig geöffnet wird
in Bezug auf einen lippenförmigen
Abschnitt des druckregulierenden Kolbens, und der lippenförmige, im
druckregulierenden Kolben aufgebaute Abschnitt ist an der Stirnseite
entlang einem äußeren Umfangsabschnitt
ausgebildet.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Flüssigkeitssteuerventils gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht des Ventilkörpers im Steuerventil.
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3 zeigt
eine perspektivische Explosionsansicht des Ventilkörpers im
Steuerventil.
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4 zeigt
eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines Hauptabschnitts, die einen Ventilschließzustand des Steuerventils
darstellt.
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5 zeigt
eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines Hauptabschnitts, die einen Ventilöffnungszustand des Steuerventils
darstellt.
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6 zeigt
eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines Hauptabschnitts, die einen Übergangszustand beim Schließen des
Steuerventils darstellt.
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7 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Flüssigkeitssteuerventils gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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DIE BESTE METHODE, DIE
ERFINDUNG NACHZUVOLLZIEHEN
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Als
Nächstes
wird eine Beschreibung über eine
Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung gegeben unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Flüssigkeitssteuerventils gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das Steuerventil ist folgendermaßen aufgebaut.
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Und
zwar sind zunächst
ein Gehäusehauptkörper 3,
ein Körper 4,
eine Abdeckung 5 und eine Endkappe 6 in einer
wasserdichten Weise kombiniert, so daß ein aus diesen Teilen bestehendes
Gehäuse 2 geschaffen
wird. Ein Einlaßkanal 7 und
ein Auslaßkanal 8 für die Flüssigkeit
sind im Gehäuse 2 angebracht.
Der Einlaßkanal 7 ist
an einer Seitenoberfläche
des Körpers 4 angeordnet
und mit einer zuflußseitigen
Druckkammer 9 innerhalb des Körpers 4 verbunden,
und der Auslaßkanal 8 ist
an einer Seitenoberfläche
der Endkappe 6 angeordnet und mit einer ausflußseitigen
Druckkammer 10 innerhalb der Endkappe 6 verbunden.
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Ein
druckregulierender Kolben 11 ist an der inneren Umfangsseite
des Hauptkörpers 3 im
Gehäuse 2 in
solch einer Weise angeordnet, daß er in axialer Richtung frei
gleiten kann (in vertikaler Richtung in der Zeichnung). Dieser druckregulierende Kolben 11 ist
so aufgebaut, daß er
sich im Gehäuse 2 bewegt
und dabei einen Ausgleichspunkt zwischen einem ausflußseitigen
Druck (ein sekundärer
Druck) und einer Federkraft einer druckregulierenden Feder 12 auffindet,
die so plaziert ist, daß sie
dem ausflußseitigen
Druck standhält.
Der druckregulierende Kolben 11 ist röhrenförmig ausgebildet und bewegt
sich in axialer Richtung entlang einer inneren Umfangsoberfläche des
Gehäusehauptkörpers 3,
der ebenfalls röhrenförmig ausgebildet
ist. Die druckregulierende Feder 12 ist zwischen dem druckregulierenden
Kolben 11 und dem Gehäusehauptkörper 3 auf
der äußeren Umfangsoberfläche des
druckregulierenden Kolbens 11 angeordnet und treibt den
druckregulierenden Kolben 11 auf elastische Weise in Richtung der
Ausflußrichtung
(in Aufwärtsrichtung
in der Zeichnung).
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Eine
Aufnahmeaussparung 13 zwischen dem druckregulierenden Kolben 11 und
dem Gehäusehauptkörper 3,
in dem die druckregulierende Feder 12 angeordnet ist, wird über Ventillöcher 14,
die im Gehäusehauptkörper 3 und
im Körper 4 geschaffen sind,
zur atmosphärischen
Luftumgebung geöffnet. Ferner
ist, um das Auslaufen der im Gehäuse 2 fließenden Flüssigkeit
in die Aussparung 13 zu verhindern, ein Abschnitt zwischen
dem druckregulierenden Kolben 11 und dem Gehäusehauptkörper 3 mittels
einer Abdichtung 15 abgedichtet.
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Ein
zuflußseitiges,
röhrenförmig ausgebildetes
Endstück
(das untere Endstück
in der Zeichnung) des druckregulierenden Kolbens 11 ist
innerhalb der zuflußseitigen
Druckkammer 9 so ausgebildet, daß es stets aus dem Gehäusehauptkörper 3 in
Richtung der Zuflußseite
hervorsteht (die untere Seite der Zeichnung). Eine bewegliche, ringförmig ausgebildete
Ventil auflage 16 ist einstückig im zuflußseitigen Endstück des druckregulierenden
Kolbens 11 ausgebildet.
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Außerdem ist
ein Ventilkörper 17 in
der zuflußseitigen
Druckkammer 9 an einer Position der Zuflußseite der
Ventilauflage 16 in solch einer Weise ausgebildet, daß es in
axialer Richtung frei gleiten kann. Dieser Ventilkörper 17 ist,
wie in 2 und 3 gezeigt, gestaltet durch das
Kombinieren eines Ventilkolbens 18, einer Ventilauflage 19,
einer Drosselklappe 20, einer Halterung 21, einer
Abdichtung 22 und einer Montageschraube 23. Der
Ventilkolben 18 und die Halterung 21 sind durch
die Montageschraube 23 so befestigt, daß zwischen ihnen die Ventilauflage 19 gehalten
wird, und ein klauenartiger, im Ventilkolben 18 geschaffener
Vorsprung 18a steht im Eingriff mit einem Befestigungsloch 20a,
das in der Drosselklappe 20 vorliegt, wodurch die Drosselklappe 20 am
Ventilkolben 18 befestigt wird. Weiterhin ist ein in Form
einer Durchgangsbohrung ausgebildeter Verbindungsabschnitt 24 im
Ventilkörper 17 angeordnet,
der durch diese Teile in solch einer Weise gestaltet ist, daß er sich
im inneren Bereich des Ventilkörpers 17 erstreckt.
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Zurückkehrend
zur Beschreibung von 1 ist die Halterung 21 des
Ventilkörpers 17 gleitfähig an der
inneren Umfangsseite des druckregulierenden Kolbens 11 eingefügt und das
untere Endstück
des Ventilkolbens 18 ist gleitfähig an der inneren Umfangsseite
der Abdeckung 5 im Gehäuse 2 eingefügt. Dementsprechend
kann sich der Ventilkörper 17 als Ganzes
in axialer Richtung bewegen, und die Ventilauflage 19 wird
mit der Ventilauflage 16 an einem Ende des Hubs des Ventilkörpers 17 in
Kontakt gebracht, um das Ventil zu schließen.
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Der
Zwischenraum innerhalb der Abdeckung 5, in die der Ventilkolben 18 im
Ventilkörper 17 gleitfähig eingefügt ist,
ist als eine Rückstaukammer 25 ausgebildet,
und eine Wasserstop-Feder 26 zum elastischen Antreiben
des Ventilkörpers 17 in
die Ventilschließrichtung
ist in der Rückstaukammer 25 angeordnet.
Die Rückstaukammer 25 ist
von der zuflußseitigen Druckkammer 9 durch
die vorstehend erwähnte
Abdichtung 22 abgetrennt, und da der Verbindungsabschnitt 24 wie
vorstehend erwähnt
im Ventilkörper 17 angeordnet
ist, wird der ausflußseitige Druck
stets in die Rückstaukammer 25 geleitet.
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Im
Steuerventil 1 ist eine ventilschließende Kraft, die den Ventilkörper 17 auf
der Ventilauflage 16 aufsitzen läßt, aus der Summe einer ventilschließenden Kraft,
die durch einen zuflußseitigen
Druck (ein primärer
Druck), der aus dem Einlaßkanal 7 in
die zuflußseitige
Druckkammer 9 eingebracht wird, und einer ventilschließenden Kraft,
die durch eine Federkraft der Wasserstop-Feder 26 erzeugt
wird, zusammengesetzt. Zwischen ihnen wird die Größe der durch
den zuflußseitigen
Druck erzeugten, ventilschließenden
Kraft entsprechend der folgenden Methode vergleichsweise klein eingestellt.
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Und
zwar ist ein Einschnürungsabschnitt 18b,
der im wesentlichen in der Mitte der äußeren Umfangsoberfläche des
Ventilkolbens 18 in axialer Richtung positioniert und in
einer Form mit reduziertem Durchmesser ausgebildet ist, im Ventilkolben 18 des
Ventilkörpers 17 geschaffen,
der innerhalb der vorstehend erwähnten
zuflußseitigen
Druckkammer 9 angeordnet ist. Ein Oberflächenabschnitt
zur Aufnahme des Drucks in Ventilschließrichtung 18c ist
auf der Ausflußseite
(der oberen Seite in der Zeichnung) des Einschnürungsabschnitts 18b angeordnet,
und ein Oberflächenabschnitt
zur Aufnahme des Drucks in Ventilöffnungsrichtung 18d ist
auf der entgegengesetzten Zuflußseite
(der unteren Seite in der Zeichnung) angeordnet. Der vorherige Oberflächenabschnitt
zur Aufnahme des Drucks in Ventilschließrichtung 18c ist
so aufgebaut, daß damit
der Ventilkörper 17 in
Richtung des Ventilschließens
angetrieben wird, zu dem Zeitpunkt, wenn der zuflußseitige
Druck auf den Oberflächenabschnitt
zur Aufnahme des Drucks in Ventilschließrichtung 18c ausgeübt wird, und
der nachfolgende Oberflächenabschnitt
zur Aufnahme des Drucks in Ventilöffnungsrichtung 18d ist so
aufgebaut, daß damit
der Ventilkörper 17 in
Richtung des Ventilöffnens
angetrieben wird, zu dem Zeitpunkt, wenn der zuflußseitige
Druck auf den Oberflächenabschnitt
zur Aufnahme des Drucks in Ventilöffnungsrichtung 18d ausgeübt wird.
Eine druckaufnehmende Fläche
des letzteren Oberflächenabschnitts zur
Aufnahme des Drucks in Ventilöffnungsrichtung 18d sollte
kleiner sein als eine druckaufnehmende Fläche des vorherigen Oberflächenabschnitts
zur Aufnahme des Drucks in Ventilschließrichtung 18c und
ein äußerer Durchmesser ∅A
des Oberflächenabschnitts
zur Aufnahme des Drucks in Ventilöffnungsrichtung 18d sollte
geringfügig
kleiner sein als ein äußerer Durchmesser ∅B
der Ventilauflage 16. Dementsprechend sollte eine Ventilschließkraft F,
die durch den zuflußseitigen
Druck zum Zeitpunkt des Schließens
des Ventils erzeugt wird, vergleichsweise klein sein, wobei sie
durch die folgende Formel bestimmt wird. F = (SB – SA)×P (1)
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In
dieser Formel ist SB eine wesentliche druckaufnehmende Fläche in Ventilschließrichtung des
Ventilkörpers 17 zum
Zeitpunkt des Schließens des
Ventils ist, SA eine wesentliche druckaufnehmende Fläche in Ventilöffnungsrichtung
des Ventilkörpers 17 zum
Zeitpunkt des Schließens
des Ventils ist und P ein zuflußseitiger
Druck ist.
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In Übereinstimmung
damit, sollte die Größe der gesamten
Ventilschließkraft,
die berechnet wird durch die Summe aus zuflußseitigem Druck und der Federkraft
der Wasserstop-Feder 26, vergleichsweise klein sein (in
diesem Fall werden in der Zeichnung, da der Querschnitt bei einer
verstärkten,
an der äußeren Umfangsfläche des
Ventilkolbens 18 angeordneten Rippe geschnitten ist (währenddessen
die verstärkte
Rippe durch eine durchgezogene Linie beschrieben ist und eine Schraffierung
zur Darstellung des Querschnitts hinzugefügt wurde) der Einschnürungsabschnitt 18b,
der Oberflächenabschnitt
zur Aufnahme des Drucks in Ventilschließrichtung 18c und
der Oberflächenabschnitt
zur Aufnahme des Drucks in Ventilöff nungsrichtung 18d durch
eine gepunktete Linie als Ganzes oder in deren Teilen beschrieben).
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Im
Gegensatz dazu wird eine Ventilöffnungskraft
zum Wegbewegen des Ventilkörpers 17 von
der Ventilauflage 16 durch eine Anpreßkraft in axialer Richtung
aufgebaut, die auf den Ventilkörper 17 über einen
Schaft (Stab) 27 von einer externen Antriebsquelle (nicht
gezeigt) angewendet wird, und wenn die Größe der externen Ventilöffnungskraft
größer wird als
die vorstehend erwähnte
Ventilschließkraft,
wirkt der Ventilkörper 17 so,
daß das
Ventil geöffnet
wird. Der Schaft 27 wird durch die Endkappe 6 im
Gehäuse 2 so
gehalten, daß er
frei in axialer Richtung gleiten kann. Wenn sich der Schaft 27 in
die Zuflußrichtung
(in die Abwärtsrichtung
in der Zeichnung) in den Ventilschließzustand bewegt, drückt der
Schaft den Ventilkörper 17,
um das Ventil zu öffnen.
Weiterhin wird der Ventilkörper 17,
wenn sich der Schaft 27 in die Ausflußrichtung (in die Aufwärtsrichtung
in der Zeichnung) in den Ventilöffnungszustand
bewegt, durch die Ventilschließkraft
betätigt,
um das Ventil zu schließen.
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In
diesem Fall kann der Schaft 27 in Übereinstimmung mit einer anderen
Ausführungsform
an der Seite der Rückstaukammer 25 angeordnet
werden, die in axialer Richtung, wie in 7 gezeigt,
der entgegengesetzten Seite entspricht. In diesem Fall zieht der
Schaft 27 den Ventilkörper 17 zum
Zeitpunkt des Öffnens
des Ventils.
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Weiterhin
ist die ringförmige
Ventilauflage 16, die einstückig an einem Ende des röhrenförmigen druckregulierenden
Kolbens 11 ausgebildet ist, so aufgebaut, daß eine äußere Umfangsfläche als
glatte Oberfläche
in axialer Richtung ausgebildet ist und eine innere Umfangsfläche in der
Form eines Kegels ausgebildet ist. Dementsprechend ist die Ventilauflage 16 in
Form einer Lippe ausgebildet, deren Querschnitt eine konische Kantenform
aufweist. Außerdem
ist die ringförmige
Drosselklappe 20, die als ein Teil im Ventilkörper 17 vorliegt,
an der äußeren Umfangsseite
der Ventilauflage 16 auf eine überlappende Weise in axialer
Richtung angeordnet, um so einen Drosselungsvorgang in Bezug auf
den Druck zum Zeitpunkt des Schließens des Ventils zu erreichen.
Die Drosselklappe 20 ist so ausgebildet, daß der innere
Durchmesser einen Spielraum von 0,1 mm oder weniger in Bezug auf
einen äußeren Durchmesser
der Ventilauflage 16 aufweist, die lippenförmig im druckreduzierenden
Kolben 11 ausgebildet ist, wobei deren Länge 0,5
mm oder mehr beträgt.
Ferner ist deren Spitze (ein vorderer Endabschnitt der inneren Umfangsfläche) in
Form eines Kegels ausgebildet und so gestaltet, daß sie sich
trompetenförmig
erweitert.
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Das
Flüssigkeitssteuerventil 1 mit
dem vorstehend beschriebenen Aufbau ist als eine Ventilvorrichtung
eines standardmäßig geschlossenen
Ventiltyps konstruiert, da der Ventilkörper 17, dessen Hauptabschnitt
in 4 in einer Vergrößerung gezeigt wird, auf der
Ventilauflage 16 aufliegt, um das Ventil in Übereinstimmung
mit der durch den zuflußseitigen
Druck und durch die Federkraft der Wasserstop-Feder 26 erzeugten
Ventilschließkraft
zu schließen,
und sich wie in 5 gezeigt von der Ventilauflage 16 weg
bewegt, um das Ventil nur zu öffnen, wenn
die externe, angewendete Ventilöffnungskraft größer ist
als die oben erwähnte
Ventilschließkraft. Darüber hinaus
bewegt sich der druckregulierende Kolben 11 zum Zeitpunkt
des Ventilöffnens
in axialer Richtung, um den Ausgleichspunkt zwischen dem ausflußseitigen
Druck und der Federkraft der druckregulierenden Feder 12 zu
finden und die einstückig an
einem Ende des druckregulierenden Kolbens 11 ausgebildete
Ventilauflage 16 bewegt sich dementsprechend auch in axialer
Richtung. Daher wird automatisch ein Ventilöffnungsabstand L zwischen der Ventilauflage 16 und
dem Ventilkörper 17 eingestellt in Übereinstimmung
mit der Größe des ausflußseitigen
Drucks, so daß das
Ventil knapp geöffnet
ist, wenn der ausflußseitige
Druck groß ist
und das Ventil weit geöffnet
ist, wenn der ausflußseitige
Druck gering ist. Folglich wird eine Strömungsmenge in Übereinstimmung
mit der Größe des ausflußseitigen Drucks
reguliert und der ausflußseitige
Druck infolgedessen konstant gehalten, wodurch eine automatische
Regelungsfunktion für
den ausflußseitigen Druck
erreicht werden kann, so daß die
Größe des ausflußseitigen
Drucks automatisch auf einem Fixwert gehalten wird. Deshalb ist
es möglich,
das Flüssigkeitssteuerventil 1 eines
standardmäßig geschlossenen
Typs zu schaffen, welches sowohl die ausflußseitige, automatische Druckregulierungsfunktion
aufweist, die durch die Bewegung des druckregulierenden Kolbens 12 erhalten
wird, als auch die Wasserstop-Funktion aufweist, die durch die vorstehend
erwähnte
Ventilschließung
erhalten wird.
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Weiterhin
ist in diesem Flüssigkeitssteuerventil 1 die
Rückstaukammer 25 an
der Rückseite des
Ventilkörpers 17 angeordnet,
in das der ausflußseitige
Druck über
den im Ventilkörper 17 vorliegenden
Verbindungsabschnitt 24 zur Rückstaukammer 25 eingeleitet
wird, und der Oberflächenabschnitt
zur Aufnahme des Drucks in Ventilöffnungsrichtung 18d ist
im Ventilkörper 17 angeordnet,
wobei der Außendurchmesser ∅A
des Oberflächenabschnitts
zur Aufnahme des Drucks in Ventilöffnungsrichtung 18d geringfügig kleiner
sein sollte als der Außendurchmesser ∅B
der Ventilauflage 16. Demgemäß sollte die Größe der Ventilschließkraft beim
Schließen
des Ventils vergleichsweise klein festgelegt werden. Daher ist es,
da die Größe der von
außen
zugeführten externen
Ventilöffnungskraft
vergleichsweise klein eingestellt werden kann, möglich, das Flüssigkeitssteuerventil 1 zu
schaffen, das eine ausgezeichnete Ventilöffnungsfunktionsfähigkeit
erreicht. Wird das Steuerventil 1 als Toilettenbeckenspülventil
verwendet, zeigt diese eine ausgezeichnete Reaktionscharakteristik,
eine hervorragende Wassersparwirkung, Energiesparwirkung und dergleichen.
Zudem ist es möglich,
da eine externe Antriebskraftquelle mit geringer Leistung und kompakter
Größe verwendet werden
kann, eine platzsparende Kompaktbauweise für das gesamte Produkt zu erreichen.
Für den
Fall, wenn das Steuerventil 1 wie vorstehend erwähnt als Toilettenbeckenspülventil
verwendet wird, kann es bevorzugt werden, daß die Differenz zwischen den druckaufnehmenden
Flächen
(SB – SA) in
der oben erwähnten
Formel (1) auf 0,5 cm2 oder kleiner festgelegt
wird.
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Weiter
ist es möglich,
im Flüssigkeitssteuerventil,
da die Drosselklappe 20 im Ventilkörper 17 als ein Teil
davon angeordnet ist und die Drosselklappe 20 die äußere Umfangsseite
der Ventilauflage 16, wie in 6 gezeigt,
während
des Vorgangs des Ventilschließens überlappt,
den Durchfluß aufgrund
der Drosselungswirkung nach und nach zu drosseln. Deshalb verändern sich
die Durchflußmenge
und der Druck nicht plötzlich,
und es ist dementsprechend möglich,
die Erzeugung von hämmernden
Wassergeräuschen
zu verhindern. Selbst in dem Fall, daß der zuflußseitige Druck groß ist, ist
es möglich,
das Ventil sanft zu schließen
ohne Vibrationen zu erzeugen. Außerdem wird die Durchflußmenge durch
die Drosselklappe 20 gedrosselt, wodurch die Ventilschließkraft in
dem Abschnitt erzeugt wird, der einen Durchmesser aufweist, der
größer ist
als der Durchmesser der Ventilauflage 16, so daß eine Ventilschließkraft erzeugt
wird, die größer ist
als in dem Fall, wenn keine Drosselklappe vorliegt. Daher ist es
möglich,
eine Ventilschließcharakteristik
zu verbessern, wobei eine stabile Ventilschließbewegung erhalten werden kann.
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Ferner
wird im Steuerventil 1 im Fall, wenn der zuflußseitige
Druck im Wasserstop-Zustand abnormal ansteigt, dieser abnormale
Druck zur Ausflußseite
abgebaut. Demgemäß ist es
nicht erforderlich, das zuflußseitige
Gehäuse 2 gegen
den abnormalen Druck zu verstärken.
Daher kann das Material für
das Gehäuse 2 aus
einem herkömmlich
verwendeten Metall ersetzt werden durch ein vergleichsweise leichtes
Kunstharz, wodurch es möglich
ist eine Gewichtseinsparung, eine Kostenreduzierung und dergleichen
für das
Produkt zu erreichen. Bei diesem Entlastungsvorgang ist, da die
Differenz zwischen den druckaufnehmenden Flächen (SB – SA) in der vorstehend erwähnten Formel
(1) wie oben beschrieben exakt festgelegt wird, die Zunahme des
Dichtungsoberflächendrucks
(ein Kontaktdruck zwischen dem Ventilkörper 17 und der Ventilauflage 16)
gering, selbst wenn der zuflußseitige
Druck erhöht
wird, wodurch der abnormale Druck durch ein Ausströmen aus
dem Abschnitt zwischen dem Ventilkörper 17 und der Ventilauflage 16 verursacht
wird, wenn der Druck einen bestimmten Wert überschreitet.
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Im
Steuerventil 1 ist es, da die Ventilauflage 16,
auf der der Ventilkörper 17 beim
Schließen
des Ventils sitzt, an einem Endabschnitt des druckregulierenden
Kolbens 11 als bewegliche Ventilauflage 16 angeordnet
ist, nicht notwendig, eine befestigte Ventilauflage im Gehäuse 2 anzubringen.
Daher ist es möglich,
die Form des Gehäuses
zu vereinfachen und das Gehäuse 2 entsprechend
kompakter zu gestalten.
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WIRKUNG DER
ERFINDUNG UND INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Die
vorliegende Erfindung erreicht die folgenden Wirkungen. Und zwar
ist es als erstes möglich
im Flüssigkeitssteuerventil
gemäß dem ersten Gesichtspunkt
der vorliegenden Erfindung, die mit dem oben erwähnten Aufbau versehen ist,
da der Ventilkörper
auf der Ventilauflage aufliegt, um das Ventil in Übereinstimmung
mit der Ventilschließkraft, die
durch den zuflußseitigen
Druck und die Federkraft der Wasserstop-Feder erzeugt wird, zu schließen und
da sich der Ventilkörper
von der Ventilauflage wegbewegt, so daß sich das Ventil zu dem Zeitpunkt öffnet, wenn
die externe Ventilöffnungskraft größer ist
als die angewendete Ventilschließkraft, eine Ventilvorrichtung
eines standardmäßig geschlossenen
Ventiltyps zu konstruieren, der im Normalzustand geschlossen ist
und geöffnet
ist, wenn es die Umstände
erfordern. Zudem wird, weil sich der druckregulierende Kolben bewegt,
um den Ausgleichpunkt zwischen dem ausflußseitigen Druck und der Federkraft
der druckregulierenden Feder beim Ventilöffnen zu erreichen, und sich
die bewegliche Ventilauflage in Übereinstimmung
mit dieser Bewegung verschiebt, ein Ventilöffnungsabstand zwischen der
Ventilauflage und dem Ventilkörper
automatisch entsprechend der Größe des ausflußseitigen
Drucks reguliert. Daher kann eine Durchflußmenge entsprechend der Größe des ausflußseitigen
Drucks reguliert und der ausflußseitige
Druck konstant gehalten werden. Folglich ist es möglich, ei ne
automatische Regelungsfunktion für
den ausflußseitigen
Druck zu erreichen, welche die Größe des ausflußseitigen Drucks
automatisch konstant hält.
Also ist es möglich,
ein Flüssigkeitssteuerventil
eines standardmäßig geschlossenen
Ventiltyps zu schaffen, das sowohl eine Funktion zur automatischen
Regulierung des Drucks auf der Ausflußseite aufgrund der Bewegung
des druckregulierenden Kolbens als auch eine Wasserstop-Funktion
aufweist, die durch die oben erwähnte
Ventilschließung
erzeugt wird.
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Weiterhin
ist es in diesem Flüssigkeitssteuerventil,
da die Ventilauflage, auf der der Ventilkörper zum Zeitpunkt des Schließend des
Ventils aufliegt, an einem Ende des druckregulierenden Kolbens als
bewegliche Ventilauflage vorliegt, nicht erforderlich, die Ventilauflage
unabhängig
im Gehäuse
anzuordnen. Deshalb ist es möglich,
die Form des Gehäuses
zu vereinfachen und das Gehäuse
entsprechend kompakter zu gestalten.
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Außerdem kann
im Flüssigkeitssteuerventil gemäß dem zweiten
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, das mit dem vorstehend
erwähnten
Aufbau versehen ist, da die Rückstaukammer
an der Rückseite
des Ventilkörpers
angeordnet ist, in dem der ausflußseitige Druck in die Rückstaukammer
geleitet wird, und da der Oberflächenabschnitt
zur Aufnahme des Drucks aus der Richtung der Ventilöffnung im
Ventilkörper
angeordnet ist, in dem der Außendurchmesser
des Oberflächenabschnitts
zur Aufnahme des Drucks aus der Richtung der Ventilöffnung geringfügig kleiner
als der Außendurchmesser der
Ventilauflage sein sollte, eine Größe der Ventilschließkraft in Übereinstimmung
mit dem zuflußseitigen
Druck zum Zeitpunkt des Schließens
des Ventils vergleichsweise klein eingestellt werden. Daher ist
es möglich,
den Wert der externen Ventilöffnungskraft, die
von außen
zugeführt
wird, in Übereinstimmung mit
dieser Einstellung vergleichsweise klein zu halten. Folglich ist
es möglich,
ein Flüssigkeitssteuerventil 1 zu
schaffen, das eine ausgezeichnete Ventilöffnungsfunktionsfähigkeit
erreicht. Wird das Steuerventil 1 als Toilettenbeckenspülventil
oder dergleichen verwendet, zeigt die Ventilöffnungsfunktionsfähigkeit
insbesondere eine gute Reaktionscharakteristik, eine hervorragende
Wassersparwirkung, Energiesparwirkung und dergleichen. Zudem ist
es möglich,
da eine externe Antriebskraftquelle mit geringer Leistung und kompakter
Größe verwendet
werden kann, eine platzsparende Kompaktbauweise für das Produkt
zu erreichen. Weiter ist es im Flüssigkeitssteuerventil gemäß dem dritten
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, die den vorstehend beschriebenen
Aufbau aufweist, möglich,
da die Drosselklappe im Ventilkörper
als ein Teil davon angeordnet ist und die Drosselklappe die äußere Umfangsseite
der Ventilauflage während
des Ventilschließvorgangs überlappt,
die Durchflußmenge
aufgrund der Drosselungswirkung nach und nach zu drosseln. Deshalb
ist es möglich,
die Erzeugung von hämmernden
Wassergeräuschen
zu verhindern. Selbst in dem Fall, wenn der zuflußseitige
Druck groß ist,
ist es möglich,
das Ventil sanft zu schließen
ohne Vibrationen zu erzeugen. Außerdem wird die Durchflußmenge durch
die Drosselklappe gedrosselt, wodurch die Ventilschließkraft in
dem Abschnitt erzeugt wird, der einen Durchmesser aufweist, der
größer ist
als der Durchmesser der Ventilauflage 16, so daß eine Ventilschließkraft erzeugt
wird, die größer ist
als in dem Fall, wenn keine Drosselklappe vorliegt. Daher ist es möglich, die
Ventilschließcharakteristik
zu verbessern, wobei eine stabile Ventilschließbewegung erhalten werden kann.