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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Ventile, bei einem
Aspekt insbesondere auf Ventile, die in dem Fluid eingetaucht sind,
dessen Fluss die Ventile steuern, und bei einem anderen Aspekt insbesondere
auf Ventile zum Steuern des Flusses von Fluiden durch das Ventil.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Ventile
zum Steuern des Flusses von Flüssigkeiten,
insbesondere Wasser. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung
auf Ventile, die zur Verwendung in Spülkästen zum Spülen von Toilettenschüsseln und
dergleichen geeignet sind, wie z. B. Spülventile, insbesondere Doppelspülventile,
die sich in Spülkästen befinden,
zum Steuern der Freigabe von Wasser aus dem Spülkasten. Die vorliegende Erfindung
findet besondere Anwendung als das Doppelspülspülkastenventil, das zwei Funktionsweisen
aufweist, bei Spülkästen, die
in Gebäuden,
wie z. B. Büroblocks, Hotels,
Wohnhäusern
oder dergleichen, angeordnet sind.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit besonderer Bezugnahme auf einen Spülkasten
beschrieben wird, der ein Doppelspülventil aufweist, sei darauf
hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf derartige
Anordnungen beschränkt
ist.
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Ein
Problem, das derzeit verwendeten Ventilen in Spülkästen zugeordnet ist, besteht
darin, dass dieselben voluminös
und komplex sind, was dazu führt,
dass große
Mengen an Raum durch das Ventil in dem Spülkasten belegt werden, insbesondere durch
den Betriebsmechanismus der Ventile. Dies wiederum erfordert, dass
der Spülkasten
eine große Größe aufweist.
Spülkästen großer Größe verringern die
Plätze,
an denen der Spülkasten
in einem Gebäude
angeordnet sein kann, und verringern die Flexibilität von Designern
beim Entwer fen des Spülkastens und
des Raums, in dem der Spülkasten
angeordnet sein soll.
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Ein
weiteres Problem, das Einfachspülventilen
zugeordnet ist, besteht darin, dass dieselben Wasser verschwenden,
da dieselben keine Einrichtung zum Verringern der Wassermenge aufweisen, die
während
eines Spülens
verwendet wird, selbst wenn dieselbe nicht benötigt wird.
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Ein
weiteres Problem, das existierenden Spülkastenventilen, insbesondere
Doppelspülspülkastenventilen,
zugeordnet ist, besteht darin, dass dieselben in Betrieb und Herstellung
komplex sind, wobei dieselben eine große Anzahl von separaten Komponenten
aufweisen, die miteinander in Wechselwirkung stehen. Derartige Anordnungen
sind nicht nur teuer in der Herstellung, sondern die Komponenten
nutzen sich im Laufe der Zeit auch ab, insbesondere wo benachbarte
Komponenten miteinander verbunden sind, wie z. B. um eine Schwenkverbindung, einen
Stift oder dergleichen, und/oder wo ein Dichtungselement vorgesehen
ist. Eine Abnutzung bei dem Betriebs- oder Betätigungsmechanismus des Ventils
und/oder bei den Dichtungselementen führt zu Ungenauigkeit oder übermäßigem Spielraum
zwischen Komponenten, was wiederum zu Lecks oder anderen Problemen,
wie z. B. einer schlechten Abdichtung der Einlässe und Auslässe, führt, was
die Effizienz und Wirksamkeit des Spülkastens verringert und dazu
führt,
dass all zu häufige
Reparaturen benötigt
werden. In vielen Fällen
weisen Ventile nach einer extremen Abnutzung ein mehr oder weniger
ständiges
Wassertropfen auf oder lassen Wasser aus dem Spülkasten insbesondere in die
Toilettenschüssel
lecken, mit begleitendem unerwünschtem
Lärm, der
das störende
zischende Geräusch
umfasst, wenn der Spülkasten
ständig
mit Wasser nachgefüllt
wird, wenn das Ventil zwischen einer teilweise geöffneten Position
bzw. Stellung und einer geschlossenen Position pendelt. Außerdem führt ein
ständiges
Lecken des Spülkastens
zu einer hässlichen
Fleckenbildung in der Toilettenschüssel.
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Das
Dokument BE-A-829665 des Stands der Technik offenbart eine Ventilanordnung
zur Verwendung bei einem Toilettenspülkasten, die entweder ein teilweises
Entleeren oder ein im Wesentlichen vollständiges Entleeren des Toilettenspülkastens
ermöglicht.
Die Ventilanordnung weist folgende Merkmale auf: ein unteres Ventilrohr,
das für
eine vertikale Axialbewegung eingeschränkt ist und abdichtend an seinem
unteren Ende bei einem Durchmesser, der größer als der äußere Durchmesser
des unteren Ventilrohrs ist, mit der Ausgangsleitung zu dem Toilettenspülkasten
in Eingriff gebracht werden kann; und ein oberes Ventilrohr, das
ebenfalls für
eine vertikale Axialbewegung eingeschränkt ist und das abdichtend
an seinem unteren Ende bei einem Durchmesser, der größer als
der äußere Durchmesser
des oberen Ventilrohrs ist, mit dem oberen Ende des unteren Ventilrohrs
in Eingriff gebracht werden kann. Die Ventilrohre sind derart verbunden,
dass eine anfängliche
Aufwärtsverschiebung
des oberen Ventilrohrs die Dichtung zwischen den zwei Rohren aufhebt,
wodurch ermöglicht
wird, dass Wasser aus dem Spülkasten
teilweise durch das untere Ventilrohr ausströmt, und eine weitere Aufwärtsverschiebung
des oberen Ventilrohrs auch die Dichtung zwischen dem unteren Ventilrohr
und der Ausgangsleitung aufhebt, was ermöglicht, dass sich Wasser im
Wesentlichen vollständig
durch die Leitung entleert. Jedes Ventilrohr ist mit einem sich
radial erstreckenden Flansch ausgestattet, gegen den ein koaxial
eingeschränkter
Schwimmer eine nach oben gerichtete Auftriebskraft ausübt, wenn
der Wasserpegel in dem Spülkasten
sich über dem
Schwimmer befindet. In dem nicht aktiven Zustand ist die Abwärtsdruckkraft,
die auf jedes Ventilrohr wirkt, aufgrund des Wassers in dem Spülkasten, das
auf den Durchmesserunterschied zwischen der Dichtung und dem äußeren Durchmesser
des Rohrs wirkt, größer als
die nach oben gerichtete Auftriebskraft, die auf den Flansch des
Schwimmers ausgeübt wird.
Wenn die Dichtung jedoch aufgehoben ist, verringert sich die Abwärtsdruckkraft
unter die nach oben gerichtete Auftriebskraft, und das Ventilrohr wird
in seiner Aufwärtsentleerposition
gehalten, bis der Wasserpegel fällt,
was die nach oben gerichtete Auftriebskraft verringert und ermöglicht,
dass das untere Ende des Rohrs die Leitung oder das obere Ende des
unteren Ventilrohrs abdichtend in Eingriff nimmt.
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Deshalb
besteht ein Bedarf, eine Ventilanordnung zu liefern, die zur Verwendung
bei einem Spülkasten
geeignet ist, wie z. B. ein Spülventil,
insbesondere ein Doppelspülspülkastenventil,
die im Betrieb effizient ist, die aus einer verringerten Anzahl von
Komponenten hergestellt ist, ein Minimum an Platz belegt, beim Betrieb
geräuschlos
oder fast geräuschlos
ist, jedoch im Betrieb effektiv ist und wenig oder keine Wartung
benötigt
sowie kostengünstig herzustellen
ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Spülventilanordnung
zur Verwendung mit oder in einem Toilettenspülkasten geliefert, wie dieselbe
durch den angehängten
Anspruch 1 definiert ist. Bevorzugte Merkmale werden durch die Ansprüche 2 bis
25 vorgestellt.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
schematische perspektivische Seitenansicht einer Form einer Ventilanordnung
der vorliegenden Erfindung, die in Isolation gezeigt ist, wobei
es sich bei der Ventilanordnung um ein Doppelspülventil handelt, das in der
vollständig
geschlossenen Position unmittelbar nach dem Spülen gezeigt ist, wobei die
Schwimmer vertikal sind;
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2 eine
Seitenaufrissansicht der Form der Ventilanordnung von 1,
die in situ in der offenen Halbspülposition angeordnet ist, was
ein Halbspülen
des Spülkastens
ermöglicht;
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3 eine
vertikale Querschnittsansicht der Ventilanordnung von 2 in
einer vollständig
geschlossenen Position, wodurch der Spülkasten abgedichtet ist, wobei
sich die Schwimmer in einer vertikal geneigten Position bereit zur
Operation befinden;
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4 eine
Seitenaufrissansicht der Ventilanordnung von 2 in situ
in der offenen Vollspülposition;
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5 eine
schematische Seitenaufrissansicht einer Ventilanordnung zur Verwendung
zusammen mit dem Ventil der vorliegenden beanspruchten Erfindung,
wobei es sich um ein Einlassventil in der offenen Position handelt,
wobei der Schwimmer vertikal angeordnet ist;
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6 eine
Seitenaufrissansicht einer Form des Schwimmerteils der Ventilanordnung
von 5;
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7 eine
Draufgrundrissansicht des Schwimmers von 6; und
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8 eine
Seitenaufrissansicht einer modifizierten Form des Doppelspülventils
der vorliegenden Erfindung, das in situ in einer Vollspülposition
angeordnet ist.
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In
den 1 bis 4 ist eine Form einer Spülventilanordnung
gezeigt, bei der es sich um ein Doppelspülventil handelt, das allgemein
als 2 bezeichnet ist. Doppelspülventile sind dadurch gekennzeichnet,
dass dieselben zwei Auslässe
aufweisen, die zwei Spülmodi
entsprechen, wobei einer als ein Halbspülen bekannt ist, bei dem eine
geringere Wassermenge an die Toilette abgegeben wird, und der andere
als ein Vollspülen
bekannt ist, bei dem fast der gesamte Inhalt des Spülkastens
an die Toilettenschüssel
abgegeben wird. Das Spülventil 2 weist
einen Hauptrahmen 4 auf, der sicher intern in einem Spülkasten
durch ein geeignetes Mittel (nicht gezeigt) angebracht ist. Der
Rahmen 4 weist eine untere horizontale Stütze 6 auf,
die sicher an der Basis oder der unteren Oberfläche 7 des Spülkastens
befestigt werden kann und die dabei behilflich ist, den Rahmen 4 sicher
an seiner Position zu befestigen. Die Stütze 6 ist mit einer
kreisförmigen Öffnung zum Aufnehmen
eines unteren Abschnitts eines Spülrohrs (das im Folgenden genauer
beschrieben wird) ausgestattet, das durch ein geeignetes Befestigungsmittel,
wie z. B. eine Anordnung 11 eines mit einem Gewinde versehenen
Rohrs und einer Mutter, direkt über
dem Auslass 9 des Spülkastens
angeordnet ist.
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Der
Rahmen 4 weist ferner ein Paar von horizontal beabstandeten
sich vertikal erstreckenden Teilen 8 und eine obere Halterungsstütze 10 auf,
die an oder zum oberen Ende der vertikalen Teile 8 zum Verbinden
der Teile 8 angeordnet ist. Eine Abdeckung 13 ist
an dem oberen Ende der Stütze 10 zwischen
den vertikalen Teilen 8 bereitgestellt. Die obere Halterungsstütze 10 ist
auch mit einer kreisförmigen Öffnung zum
Aufnehmen des oberen Endes eines oberen Spülrohrs ausgestattet. Ein erstes
bewegbares Ventilteil in der Form eines hohlen zylindrischen Rohrs 14,
das an beiden Enden offen ist und als ein oberes Spülrohr wirksam
ist, wird in die kreisförmige Öffnung der
Halterungsstütze 10 aufgenommen.
Das obere Rohr 14 kann sich frei axial in der Stütze 10 zwischen
einer vollständig
geschlossenen Position und einer der offenen Spülpositionen bewegen. Das obere
Rohr 14 ist mit einem oberen Ring oder Kragen 16 ausgestattet,
der um seinen Umfang zwischen seinen Enden angeordnet ist. Der Ring 16 kann
ein beliebiges geeignetes Profil annehmen und aus einem beliebigen
geeigneten Material hergestellt sein. Das obere Rohr 14 steht
kooperativ in Wechselwirkung mit dem unteren Rohr 18. Das
untere Ende des Rohrs 14 ist in 1 gestrichelt
gezeigt, um die inneren Details der Dichtungsanordnung 17 zwischen dem
unteren Ende des oberen Rohrs 14 und dem oberen Ende des
unteren Rohrs 18 zu zeigen. Die Dichtungsanordnung 17 weist
eine im Wesentlichen V-förmige
Dichtung oder eine Dichtung 19 mit sich verjüngenden
Kanten auf, die um den Umfang der oberen Kante des unteren Rohrs 18 bereitgestellt
ist, so dass die untere Kante des oberen Rohrs 14 in der Dichtung
aufgenommen ist, um die zwei Rohre miteinander abzudichten und ein
Eintreten von Wasser intern in die Rohre während der Verwendung zu verhindern,
wenn die vollständig
geschlossene Position und die vollständig geöffnete Position vorliegen.
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Das
untere Rohr 18, das als ein zweites bewegbares Ventilteil
wirksam ist, ist in ausgerichteter End-End-Beziehung mit dem oberen
Rohr 14 angeordnet. Ein unterer Ring oder Kragen 22 ist
umfangsmäßig um die
Außenseite
des unteren Rohrs 18 zwischen den Enden bereitgestellt.
Das untere Ende des Rohrs 18 ist mit einer Dichtungsanordnung 20 ausgestattet.
Die Dichtungsanordnung 20 ist zusätzlich in der Stütze 6 aufgenommen
und ist direkt über
dem Auslass 9 des Spülkastens
befestigt, wie es bei dem unteren Rohr 18 der Fall ist.
Die Dichtungsanordnung 20 ist mit einer im Wesentlichen
V-förmigen
Dichtung oder einer Dichtung 21 mit sich verjüngenden
Wänden
ausgestattet, in der die untere Kante des unteren Rohrs 18 zum
Abdichten des Spülkastens
gegen einen Ausfluss von Wasser in der vollständig geschlossenen Position
aufgenommen ist.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die Beabstandung des oberen Rings 16 von
dem unteren Ende des oberen Rohrs 14 sich von der Beabstandung
des unteren Rings 22 von dem unteren Ende des unteren Rohrs 18 unterscheidet.
Das untere Rohr 18 ist in der Lage, sich axial zwischen
einer vollständig
geöffneten
Position und einer vollständig
geschlossenen Position zu bewegen.
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Ein
Mittelstab 26 ist axial in dem oberen und dem unteren Rohr 14, 18,
die miteinander ausgerichtet sind, angeordnet und erstreckt sich über die
Enden von beiden Rohren an beiden Enden hinaus. Der Stab 26 wird
dadurch in Position gehalten, dass derselbe durch mittig angeordnete Öffnungen 27, 29 von Armkreuzen 28, 30 aufgenommen
ist, die an oder zum oberen Ende des oberen Rohrs 14 bzw.
unteren Ende des unteren Rohrs 18 angeordnet sind. Die Armkreuze 28, 30 können integriert
mit den Rohren 14, 18 gebildet sein oder können separat
hergestellt und mit den Rohren assembliert werden. Ein Betätigungshebel 32 ist
an einem Ende mit dem Mittelstab 26 und an dem anderen
Ende mit einem Schubstab 33 verbunden, um eine Bewegung
des Mittelstabs zu bewirken, um ein Vollspülen des Ventils zu bewirken, wobei
sich das Ventil in der vollständig
geöffneten Position
befindet. Das andere Ende des Schubstabs 33 ist mit einer
Vollspültaste
oder dergleichen (nicht gezeigt) verbunden, die an dem Spülkasten
bereitgestellt ist.
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Ein
Betätigungshebel 36 ist
an einem Ende mit dem oberen Ende eines Armkreuzes 38 und
an dem anderen Ende mit einem Schubstab 37 verbunden, um
eine Bewegung des oberen Rohrs 14 zu bewirken, um ein Halbspülen des
Ventils zu bewirken, wobei das Ventil durch die Rohre 14 und 18,
die voneinander getrennt werden, nur halb geöffnet wird. Das andere Ende
des Schubstabs 37 ist mit einer Halbspültaste (nicht gezeigt) oder
dergleichen verbunden, die an einem praktischen entfernten Ort an dem
Spülkasten
bereitgestellt ist.
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Ein
oberer Schwimmer 40 ist schwenkbar an oder zum oberen Ende
des vertikalen Teils 8 mittels eines Schwenkstifts 42 oder
dergleichen mit dem Rahmen 4 verbunden. Ein unterer Schwimmer 44 ist schwenkbar
an einer Position zwischen den Enden des Rahmenteils 8,
jedoch mehr zum unteren Ende hin angeordnet, durch einen Schwenkstift 46 oder dergleichen
mit dem Rahmen 4 verbunden. Der obere und der untere Schwimmer 40, 44 können sich
frei zwischen zwei unterschiedlichen Betriebspositionen drehen,
wobei eine Position die vollständig
geschlossene Position ist, die eingenommen wird, wenn der Spülkasten
mit Wasser gefüllt
ist, und die andere Position zum Verriegeln von entweder Rohr 14 oder Rohr 18 in
der offenen Position dient.
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Die
Schwimmer 40, 44 sind luftdicht, um eine geschlossene
Kammer zu definieren, und werden außermittig geschwenkt, so dass
der Drehpunkt nicht mit dem Schwerpunkt oder dem Hubzentrum zusammenfällt. Auf
diese Weise können
sich die Schwimmer 40, 44 frei drehen, um eine
vertikalere Position oder eine im Wesentlichen vertikale Position
unter dem Einfluss der Schwerkraft einzunehmen, wenn der Spülkasten
leer ist, und können
sich frei drehen, um eine geneigte Position einzunehmen, wenn der Spülkasten
voll Wasser oder in einer der Spülpositionen
ist.
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Die
normale Position der Schwimmer 40, 44 in Verwendung,
wenn der Spülkasten
voller Wasser ist, ist derart, dass dieselben eine geneigte Position bezüglich des
Rahmenteils 8, wie es in den 2 bis 4 gezeigt
ist, aufgrund des Auftriebs der luftgefüllten Schwimmer einnehmen.
Bei Betrieb bewegen sich die Schwimmer 40, 44 zu
einer weniger winklig geneigten Position, wie z. B. einer vertikaleren
Position, wie es in 1 gezeigt ist, um zu ermöglichen, dass
die Ventilteile 14, 18 zu ihren geschlossenen Positionen
zurückkehren,
abhängig
von dem Spülmodus
des Spülkastens.
Der Schwimmer 40 ist mit eine Halte- bzw. Verriegelungskante 48 entlang
der oberen innerhalb gelegenen Kante, die dem oberen Rohr 14 zugewandt
ist, ausgestattet, zum kooperativen Eingriff des oberen Rings 16 bei
Verwendung, sowie mit einem Vorsprung 49, der sich schräg entlang
einer Seitenkante erstreckt, zum Eingriff mit der Kante des Rahmenteils 8,
um die Bewegung des Schwimmers 40 einzuschränken. Der
Schwimmer 44 ist mit einer ähnlichen Haltekante 50 entlang
der oberen innerhalb gelegenen Kante, die dem unteren Rohr 18 zugewandt
ist, ausgestattet, zum kooperativen Eingriff des unteren Rings 22 bei
Verwendung, sowie mit einem Vorsprung 51, der sich schräg entlang
einer oder beiden sich gegenüberliegenden
Seiten erstreckt, zum Eingriff mit der Kante des Rahmenteils 8,
um die Schwenkbewegung des Schwimmers 44 in der Richtung
gegen den Uhrzeigersinn einzuschränken.
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Der
Betrieb der Ventilanordnung der vorliegenden Erfindung wird nun
beginnend mit dem Halbspülbetrieb
beschrieben. Bei Betrieb eines Halbspülens des Spülventils 2 der vorliegenden
Erfindung ist der Spülkasten
bis zu dem Pegel, der in den 2 bis 4 gezeigt
ist, voll mit Wasser, wobei sich dieser Pegel nahe dem oberen Ende
des oberen Rohrs 14 befindet. Es sei darauf hingewiesen,
dass sich der Wasserpegel unterhalb der Ebene der oberen Kante des
Einlassrohrs 14 mit offenem oberen Ende befindet und sich
in etwa auf der Ebene der oberen Stütze 10 des Rahmens 4 befindet.
Wenn der Spülkasten voll
ist, nehmen die Schwimmer 40, 44 eine winklig geneigte
Position ein, wie es in den 2 bis 4 gezeigt
ist, wobei sich die entsprechenden Betätigungsecken 48, 50 der
Schwimmer 40, 44 jeweils in Kontakt mit der Seitenwand
der zwei Einlassrohre 14, 18 befinden, insbesondere
wie es in 3 gezeigt ist. In diesem Zustand
ist die Position, die durch Ventil 2 in 3 eingenommen
wird, bei der es sich um die vollständig geschlossene Position
handelt, derart, dass das obere Rohr 14 bezüglich des
unteren Rohrs 18 abgedichtet ist, das bezüglich des
Auslasses 9 abgedichtet ist, wodurch Wasser in dem Spülkasten
zurückgehalten
wird und jegliches Entleeren von Wasser aus dem Spülkasten
zu der Toilette verhindert wird. Dabei handelt es sich um die normale
Position des Spülkastens
in einem Zustand, in dem derselbe betriebsbereit ist. Wasser wird
in den Spülkasten durch
ein separates Einlassventil eingelassen, dessen Details im Folgenden
beschrieben sind.
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Wenn
es erwünscht
ist, den Spülkasten
halb zu spülen,
wird die Halbspültaste
an dem Spülkasten gedrückt, wodurch
der Schubstab 37 und der Hebel 36 betätigt werden,
um das Rohr 14 aus dem Abdichtungseingriff mit dem Rohr 18 zu
heben, und die Dichtung 17 aufgehoben wird, um das untere
Ende des Rohrs 14 von dem oberen Ende des Rohrs 18 zu trennen,
da das Rohr 18 an seiner Position in Abdichtungseingriff
mit der Dichtung 20 bleibt. Durch diese Operation wird
das Rohr 14 ausreichend gehoben, um zu ermöglichen,
dass der Ring 16 an der Haltekante 48 des Schwimmers 40 vorbeigeht,
indem sich der Schwimmer 40 ganz leicht in der Richtung
gegen den Uhrzeigersinn dreht und zu seiner früheren Position zurückkehrt,
so dass die Kante 48 gegen und unter dem Haltering 16 ruht,
um das Rohr 14 in beabstandeter Beziehung von dem Rohr 18 zu
verriegeln, wie es in 2 gezeigt ist. In dieser Position
kann Wasser frei durch den Zwischenraum zwischen den zwei Rohren
fließen,
wie es durch Pfeil A von 2 gezeigt ist. Es sei darauf
hingewiesen, dass das Rohr 18 bei dieser Operation ungestört ist und
abdichtend in Eingriff mit dem Auslass 9 des Spülkastens
bleibt.
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Wenn
der Pegel des Wassers unter den Schwimmer 40 fällt, d.
h. auch auf einen Pegel, der etwa dem oberen Ende des Rohrs 18 entspricht,
ist der Hub, der dem Schwimmer 40 aufgrund des Auftriebs
geliefert wird, nicht mehr wirksam. Weil der Schwimmer 40 außermittig
geschwenkt wird, dreht sich der Schwimmer 40 aus eigenem
Antrieb unter dem Einfluss der Schwerkraft in einer Richtung gegen
den Uhrzeigersinn, wodurch die Kante 48 bewegt wird und
der Ring 16 daraus freigegeben wird, durch die Kante 48 verriegelt
zu sein, um eine Position einzunehmen, wie sie in 1 gezeigt
ist. Es sei darauf hingewiesen, dass verhindert wird, dass sich der
Schwimmer 40 zu weit dreht, indem die Kante 49 den
Rahmen 8 kontaktiert. Wenn der Ring 16 freigegeben
wird, fällt
das Rohr 14 unter der Schwerkraft, um erneut einen Dichtungskontakt
mit dem Rohr 18 einzurichten und eine Dichtung mit der
Dichtung 19 zu bilden. Wasser wird dann durch ein geeignetes Einlassventil
(das im Folgenden genauer beschrieben wird) in den Spülkasten
eingelassen, woraufhin der Wasserpegel in dem Spülkasten zu dem früheren Pegel
ansteigt. Der ansteigende Wasserpegel liefert dem Schwimmer 40 einen
Hub, wodurch ermöglicht wird,
dass sich der Schwimmer 40 in einer Richtung im Uhrzeigersinn
dreht, wie es bei Pfeil B von 2 gezeigt
ist, um eine winklig geneigte Position in Vorbereitung auf das nächste Halbspülen oder
Vollspülen
einzunehmen. Es sei darauf hingewiesen, dass der Schwimmer 40 vertikal
ist, wenn der Spülkasten leer
ist, wohingegen der Schwimmer 40 vertikal geneigt ist,
wenn der Spülkasten
voll ist.
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Bei
Betrieb des Vollspülmodus
des Spülventils 2 der
vorliegenden Erfindung ist der Wasserpegel, wenn der Spülkasten
voll ist, wie bereits beschrieben. Die Vollspültaste des Spülkastens
wird gedrückt,
was den Schubstab 33 bewegt, der wiederum den Hebel 32 aktiviert,
um den Mittelstab 26 zu heben, der mit dem unteren Rohr 18 durch
das Armkreuz 30 und die Öffnung 29 verbunden
ist, wodurch das Rohr 18 aus dem Abdichtungseingriff mit
der Dichtung 20 gehoben wird, indem das Rohr 18 aus
der Dichtung 21 gehoben wird, um einen Zwischenraum dazwischen freizulegen,
durch den Wasser zu dem Auslass 9 fließen kann, wie es durch Pfeil
C von 4 gezeigt ist. Das Rohr 18 wird ausreichend
angehoben, dass der Ring 22 die Kante 50 des Schwimmers 44 passiert, um
zu ermöglichen,
dass die Kante 50 gegen und unter dem Ring 22 ruht,
um das Rohr 18 in der vollständig offenen Position zu halten
und das Ventil in dieser Position zu halten, bis der Pegel des Wassers
in dem Spülkasten
unter die untere Kante des Schwimmers 44 fällt, wobei
es sich ungefähr
um die Ebene des Auslasses 9 handelt. Es sei darauf hingewiesen, dass,
wenn das Rohr 18 gehoben wird, dies auch für das Rohr 14 gilt,
so dass die Dichtung zwischen den Rohren 14 und 18 während des
Vollspülbetriebsmodus
immer aufrechterhalten wird und der einzige Auslass für das Wasser
durch das untere Ende des Spülkastens
ist. Es sei darauf hingewiesen, dass während dieser Operation sich
der Schwimmer 40 ebenfalls dreht.
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Es
liegt jedoch keine Wirkung auf den Betrieb der Vorrichtung vor,
da bei diesem Betriebsmodus der Schwimmer 40 aufgrund der
unterschiedlichen Beabstandungen des Rings 22 von dem Schwimmer 44 und
des Rings 16 von dem Schwimmer 40 den Ring 16 nicht
kontaktiert. Ferner sei darauf hingewiesen, dass die Positionen
der Ringe 16, 22 derart sind, dass die Rohre 14, 18 in
einer von zwei Positionen – entweder
der Vollspülposition
oder der Halbspülposition – zurück gehalten
werden. Es ist nicht möglich,
dass die Haltekanten beider Schwimmer beide Rohre gleichzeitig verriegeln.
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Da
das Schwimmerteil 44 ähnlich
der Befestigung des Schwimmers 40 befestigt ist, dreht
sich der Schwimmer 44 gemäß der Schwerkraft gegen den
Uhrzeigersinn, um den Ring 22 freizugeben und zu ermöglichen,
dass das Rohr 18 schwerkraftbedingt fällt, wodurch der Auslass 9 erneut
abgedichtet wird. Ein Einlassventil ist dann wirksam, um Wasser in
den Spülkasten
einzulassen, so dass der Pegel über
den Schwimmer 44 und dann über den Schwimmer 40 hinaus
ansteigt, woraufhin sich jeder Schwimmer wiederum im Uhrzeigersinn
dreht, um ihre früheren
Positionen einzunehmen, wobei die Kante 50 gegen das Rohr 18 ruht
bzw. die Kante 48 gegen das Rohr 14 ruht, jedoch
an Orten über
den jeweiligen Positionen der Ringe 16, 22.
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Eine
weitere Ventilanordnung zur Verwendung zusammen mit dem Ventil der
vorliegenden beanspruchten Erfindung wird nun beschrieben, wobei es
sich um ein Einlassventil 60 handelt, das in dem Spülkasten
(nicht gezeigt) angeordnet ist. Die Basis oder untere Oberfläche 62 des
Spülkastens
ist mit einer Öffnung
ausgestattet, durch die ein Standrohr 64 aufgenommen und
mit einer herkömmlichen
Abdichtungsfüllung
damit abgedichtet wird. Das Standrohr 64 ist mit der normalen
unter Druck stehenden Wasserversorgung verbunden und liefert Wasser
intern in den Spülkasten.
Die Lieferung des Wassers in den Spülkasten wird durch den Betrieb
des Einlassventils 60 gesteuert.
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Das
Ventil 60 befindet sich an dem oberen Ende des Standrohrs 64 unmittelbar über einer
Wassereintrittsöffnung 66 und
einem Lieferungsrohr 68, das mit einem Ausguss (nicht gezeigt)
oder einer ähnlichen
Düse zum
Streuen der Energie des ankommenden Wassers ausgestattet ist, was
zu einem geräuschlosen
Betrieb des Ventils führt.
Das Ventil 60 weist einen Schwimmer 70 auf, der
allgemein im vertikalen Querschnitt rechtwinklig dreieckig ist und im
horizontalen Schnitt allgemein U-förmig ist, wie es in den 6 und 7 gezeigt
ist. Der Schwimmer 70 ist so angeordnet, dass das Standrohr 64 in
dem Ausschnitt des „U" angeordnet ist,
und ist schwenkbar mit dem Standrohr verbunden, wobei eine der Seiten
des dreieckigen Schwimmers im Wesentlichen vertikal ist, eine weitere
Seite im Wesentlichen horizontal ist, wobei die Seiten im Wesentlichen senkrecht
zueinander angeordnet sind, und die dritte schräge Seite bezüglich der
anderen zwei Seiten winklig geneigt ist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass
die genaue Form des Schwimmers variiert werden kann. In der normalen
Position, d. h. der betriebsbereiten Position, wenn der Spülkasten
voll ist, ist der Schwimmer bezüglich
des Standrohrs winklig geneigt, wobei es sich um eine Position handelt,
in der der Schwimmer in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn von
derjenigen, die in 5 gezeigt ist, gedreht ist.
Der Schwimmer 70 ist an einer Position entlang seiner bei
der Verwendung oberen Seite zum Scheitel der horizontalen Seite
mit der schrägen
Seite hin mit einem Joch 72 ausgestattet. Ein Betätigungshebel 74 und
ein Hebel 76 oder ein Schubstab oder eine ähnliche
kraft- oder bewegungsübertragende
Vorrichtung oder Verbindung ist mit dem Joch an einem Ende verbunden
und ist an dem anderen Ende mit einer Nocke 78 ausgestattet
oder verbunden. Die Verbindungs- und Nockenanordnung ist derart,
dass ermöglicht
wird, dass die Nocke 78 auf das obere Ende eines Kolbens 80 drückt, der
in einem geeigneten Gehäuse 82 angeordnet
ist, das ein Kolbenventil bildet. Es sei darauf hingewiesen, dass
ein einziger Hebel, der an jedem Ende mit einem Rollenrad ausgestattet
ist, anstelle des Paars von Hebeln 74, 76 und
der Nocke 78 verwendet werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist eines der Rollenräder direkt
bezüglich
des Kolbens 80 des Kolbenventils wirksam.
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Zwei „O"-Ringe 84, 86 sind
zwischen dem Kolben 80 und dem Gehäuse 82 bereitgestellt,
um das Gehäuse
abzudichten und zu verhindern, dass Wasser aus dem Gehäuse austritt.
Ein Kissen 88 ist an dem bei der Verwendung unteren Ende
des Kolbens 80 bereitgestellt, zum selektiven Schließen und Öffnen der
Wassereintrittsöffnung 66 und
somit zum Regulieren des Wasserflusses von dem Standrohr 64 zu
dem Lieferungsrohr 68 durch die Wassereintrittsöffnung 66.
Das Gehäuse 82 ist
mit einer einstellbaren mit einem Gewinde versehenen Abdeckung 90 ausgestattet,
zum Einstellen der Bewegungsmenge des Kolbens 80, so dass
ein Zwischenraum zwischen dem oberen Ende des Kolbens 80 und
der Nocke 78 existiert, während sich der Schwimmer 70 in
seiner vertikalen Position befindet, was Wasser in den Spülkasten
lässt,
ermöglicht
jedoch einen Abdichtungskontakt zwischen dem Kissen 88 und
der Öffnung 66, wenn
sich das Ventil in der geschlossenen Position befindet. Eine Modifizierung
des Kolbenventils besteht darin, das Ventil mit einer mechanischen
Verriegelung auszustatten, so dass ein übermäßiger Wasserdruck nicht veranlasst,
dass sich das Ventil unbeabsichtigt öffnet oder leckt.
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Bei
dem Betrieb dieser Form des Einlassventils 60 befindet
sich der Schwimmer 70 in der vertikalen Position oder in
einer im Wesentlichen vertikalen Position, wie es in 5 gezeigt
ist, wenn der Spülkasten
leer ist, so dass die Nocke 78 von dem Kolben 80 beabstandet
ist, wodurch das Kissen 88 von der Öffnung 66 freigegeben
wird, was ermöglicht,
dass Wasser von dem Standrohr 64 durch die Öffnung 66 zu
dem Lieferungsrohr 68 in den Spülkasten fließt. Wenn
der Wasserpegel in dem Spülkasten
ungefähr dahin
steigt, wo der Schwimmer 70 angeordnet ist, überwindet
der Hub, der auf den Schwimmer 70 ausgeübt wird, die Wirkung der Schwerkraft
auf den Schwimmer 70, so dass sich der Schwimmer 70 in
einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn dreht, wie es durch Pfeil
E von 5 gezeigt ist. Wenn der Wasserpegel steigt, bewegt
sich das Hub- oder Druckzentrum, wie es in 5 gezeigt
ist, von links nach rechts einer Position, die sich unmittelbar
unter dem Drehpunkt befindet, was bewirkt, dass der Schwimmer sich
in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit zunehmender Kraft
dreht. Eine Bewegung des Schwimmers 70 bewirkt, dass sich
das Joch 72 zusammen mit den Hebeln 74, 76 hebt,
was bewirkt, dass sich der Hebel 76 um das Schwenkelement 77 dreht,
so dass die Nocke 78 in Kontakt mit dem Kolben 80 kommt.
Wenn sich die Nocke 78 weiter herum bewegt, wird der Kolben 80 weiter
in das Gehäuse 82 geschoben,
so dass das Kissen 88 in Kontakt mit dem Ende der Öffnung 66 getrieben
wird, um den Fluss von Wasser in den Spülkasten anzuhalten. Da die
Schwenkbewegung des Schwimmers 70 fast augenblicklich ist,
ist das Schließen
der Öffnung 66 augenblicklich,
wodurch das „zischende" Geräusch beseitigt
wird, wenn das Ventil bei Spülkästen gemäß dem Stand
der Technik nach und nach geschlossen wird.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
werden die Rollenräder
verwendet, um jegliche nicht erwünschte Reibung
zu beseitigen.
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In 8 ist
eine modifizierte Form des Doppelspülventils der 1 bis 4 gezeigt,
wobei dieses modifizierte Ventil dem Ventil der 1 bis 4 ähnlich ist,
mit der Ausnahme, dass ein einziges Rohr 100 das obere
Rohr 14 und das untere Rohr 18 ersetzt. Dementsprechend
werden die gleichen Bezugszeichen für entsprechende Merkmale in 8 verwendet,
wie sich dieselben in den 1 bis 4 befinden.
Außerdem
liegt, da das Rohr 100 ein einziges Rohr ist, das sich
von Stütze 6 zu
Stütze 10 erstreckt
und bei Verwendung axial zwischen denselben bewegbar ist, keine
Dichtungsanordnung 17 oder Dichtung 19 vor. Das
Rohr 100 ist auf die gleiche Weise wie die Rohre 14 und 18 wirksam,
dahingehend, dass das Rohr 100 einen kleinen Betrag, wie z.
B. 15 mm, aus der Dichtung 20 gehoben werden kann, um eine
Halbspülposition
einzunehmen, oder einen größeren Betrag,
wie z. B. etwa 30 mm, um eine Vollspülposition einzunehmen.
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Bei
Betrieb dieser modifizierten Ventilanordnung ist der Spülkasten
voll Wasser, wie es durch den Wasserpegel in 8 angezeigt
ist. Wenn ein Halbspülen
benötigt
wird, wird das Rohr 100 durch eine Operation des Schubstabs 37 und
des Hebels 36 so gehoben, dass der Ring 16 durch
die Kante 48 verriegelt ist. In dieser Position ist das
untere Ende des Rohrs 100 etwa 15 mm von dem Auslass 9 beabstandet,
so dass Wasser mit einer verringerten Geschwindigkeit durch den
Auslass fließt,
bis der Pegel des Wassers bis knapp unter den Schwimmer 40 reicht,
woraufhin sich der Schwimmer 40 gegen den Uhrzeigersinn
dreht, um die Kante 48 von dem Ring 16 außer Eingriff
zu bringen und zu ermöglichen, dass
das Rohr 100 schwerkraftbedingt fällt, um die Dichtung 20 wieder
einzurichten, und somit nimmt das Ventil nach dem Liefern eines
Halbspülens
eine vollständig
geschlossene Position ein. Es sei darauf hingewiesen, dass, da der
Ring 22 relativ weiter von der Kante 50 entfernt
angeordnet ist als der Ring 16 von der Kante 48,
die Kante 50 nicht gegen den Ring 22 verriegelt,
sondern stattdessen der Ring 22 unter der Kante 50 angeordnet
ist und deshalb der Schwimmer 44 in dem Halbspülmodus nicht
wirksam ist. Nach dem Halbspülmodus
ist das Einlassventil 60 wirksam, um den Spülkasten
erneut zu füllen,
und der Schwimmer 40 wird veranlasst, seine „Bereit"-Position einzunehmen,
die so ist, wie es in 8 gezeigt ist.
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Wenn
es erwünscht
ist, den Spülkasten
voll zu spülen,
werden der Schubstab 33 und der Hebel 32 betrieben,
um das Rohr 100 um eine größeren Betrag anzuheben, so
dass die Haltekante 50 gegen den Ring 22 in Eingriff
kommt, um das Rohr 100 etwa 30 mm über dem Auslass 9 zu
verriegeln. In dieser Position, die dem Vollspülen entspricht, fließt Wasser mit
einer größeren Geschwindigkeit
durch den Auslass 9. Es sei darauf hingewiesen, dass bei
der Vollspülposition
der Ring 16 über
der Position der Haltekante 48 angeordnet ist und somit
der Schwimmer 40 in der Vollspülposition nicht wirksam ist.
Wenn sich der Wasserpegel in dem Spülkasten auf knapp unter dem
Schwimmer 40 senkt, dreht sich der Schwimmer 40 gegen
den Uhrzeigersinn unter dem Einfluss der Schwerkraft, aber da der
Ring 16 über
der Kante 48 angeordnet ist, wird durch die Bewegung des Schwimmers 40 keine
Wirkung erzeugt und das Rohr 100 wird weiterhin durch die
Kante 50 gegen den Ring 22 in der offenen Vollspülposi tion
gehalten. Der Wasserpegel fällt
weiter bis knapp unter den Schwimmer 44, der sich dann
gegen den Uhrzeigersinn dreht, um den Ring 22 freizugeben
und zu ermöglichen,
dass das Rohr 100 gravitationsbedingt in die Dichtung 20 fällt, um
die Dichtung erneut einzurichten. Das Einlassventil 60 ist
dann wirksam, um den Spülkasten
zu füllen,
und beide Schwimmer 44 und 40 drehen sich wiederum
im Uhrzeigersinn unter der Einwirkung des Auftriebs zu der „Bereit"-Position, wenn der Wasserpegel nacheinander über jeden
hinaus steigt.
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Vorteile
des Einlassventils bestehen darin, dass das Einlassventil in seinem
Aufbau dahingehend einzigartig ist, dass dasselbe sich entweder
in der vollständig
offenen Position oder in der vollständig geschlossenen Position
befindet, wobei keine verzögerte
progressive Bewegung zwischen den zwei extremen Positionen vorliegt,
sondern stattdessen nur eine augenblickliche Operation zwischen
den zwei Positionen vorliegt. Das Einlassventil weist keine Zwischenstopps
oder -verzögerungen
auf. Dieser Vorteil wurde durch ein Entwerfen eines hydrodynamischen
Schwimmers erreicht, der in der vollständig offenen Position bleibt,
d. h. in der sich der Schwimmer vertikal nach unten erstreckt, wie
es in 5 offenbart ist, bis das ansteigende Wasser in
dem Spülkasten
einen vorbestimmten Pegel erreicht, wobei sich das Ventil dann frei
und mühelos
ohne ein Geräusch
zu der vollständig
geschlossenen Position bewegt, wodurch der Fluss des Wassers in
den Spülkasten
angehalten wird. Außerdem
wird, obwohl sich das Ventil rasch zwischen der offenen und der
geschlossenen Position bewegt, kein Wasserschlag erzeugt.
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Der
Schwimmer bewegt einen Hebel, der so konzipiert ist, dass derselbe
durch einen zusammengesetzten mechanischen Vorteil eine beträchtliche Kraft
auf die Mündung
der Öffnung 66 erzeugt.
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Wenn
sich das Ventil in der offenen Position befindet, tritt Wasser über das
Lieferungsrohr ein, von wo dasselbe mit einem voreingestellten Winkel und
mit einer konstanten Geschwindigkeit auf die Spülkastenwand gesprüht wird.
Die Düse,
durch die das Wasser gesprüht
wird, ist so konzipiert, dass die Energie des ankommenden Wassers
durch die Seitenwand des Spülkastens
absorbiert wird, was zu keinem Lärm
führt.
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Da
die Flussgeschwindigkeit des Wassers, das in den Spülkasten
eingelassen wird, während
der gesamten Füllperiode
konstant ist, ist es möglich,
die störenden
Zischgeräusche
zu beseitigen, die herkömmlichen
Spülkästen zugeordnet
sind, die ein sich nach und nach schließendes Ventil verwenden.
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Ein
weiterer Vorteil liegt darin, dass der horizontale „Hufeisen"-Schnitt des Schwimmers
eine Umwicklungswirkung des vertikalen Standrohrs erlaubt, wodurch
der Raum verringert wird, der für
die Komponenten des Ventils und für den Betrieb erforderlich
ist.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass das Einlassventil und das Doppelspülventil
zusammen in dem gleichen Spülkasten
angeordnet sein können,
so dass beide Ventile miteinander kombiniert wirksam sind.
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Ein
Vorteil des Doppelspülventils
der vorliegenden Erfindung, insbesondere des Ventils von 8,
besteht darin, dass eine verringerte Anzahl von Komponenten verwendet
wird, und ferner wird nur eine einzige Dichtung benötigt, was
zu den geringen Herstellungskosten und der Zuverlässigkeit
der Ventilanordnung beiträgt.
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Die
beschriebene Anordnung wurde durch eine Erläuterung vorgebracht, und viele
Modifizierungen können
innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung, wie derselbe durch die
Ansprüche
definiert ist, vorgenommen werden.
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Fachleute
werden erkennen, dass die hier beschriebene Erfindung andere Variationen
und Modifizierungen als die speziell beschriebenen zulässt. Es
sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung alle derartigen Variationen
und Modifizierungen, die in den Schutzbereich der Ansprüche fallen,
umfasst.