DE7534005U

DE7534005U - LOW-NOISE VALVE FOR LIQUIDS

Info

Publication number: DE7534005U
Application number: DE7534005U
Authority: DE
Original assignee: Friedrich Grohe Armaturenfabrik GmbH and Co
Current assignee: Grohe Water Technology AG and Co KG
Priority date: 1975-10-25
Filing date: 1975-10-25
Publication date: 1977-01-20

Description

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Low-noise valve for liquids

Die Erfindung bezieht sich auf ein geräuscharmes Auslaufventil für Flüssigkeiten, insbesondere für den Einsatz in Sanitärarmaturen, mit einem in einer Längsbohrung angeordneten kolbenförmigen Schließglied, einem in der Längsbohrung vorstehenden Ventilsitz und einer koaxial zur Lftngsbohrung angeordneten Betätigungsstange.The invention relates to a low-noise discharge valve for liquids, in particular for use in sanitary fittings, with a arranged in a longitudinal bore piston-shaped closing member, a valve seat protruding in the longitudinal bore and one coaxial to the longitudinal bore arranged operating rod.

Ventile dieser Gattung sind bekannt und im wesentlichen so aufgebaut, daß an einer fliegend gelagerten Spindel ein Verschlußkörper angeordnet ist, der mit seiner kegeligen Mantelfläche mit einem als Hohlkegel ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt. Nachteilig an diesen Ventilen ist insbesondere die hohe Geräuschentwicklung, die bei der Durchströmung des relativ engen Ringspaltes zwischen Ventilsitz und Verschlußstück entsteht, wobei neben den durch Kavitation etc. verursachten reinen Fließgeräuschen zusätzlich noch Klapper- und Brummgeräusche auftreten können, die vermutlich dadurch erzeugt werden, daß rasch wechselnde Druckverhältnisse im Durchströmbereich das Verschlußstück zum Schwingen anregen. Diese Geräusche sind besonders unangenehm bei Sanitärarmaturen, die im wesentlichen in Wohnhäusern installiert werden und starke Belästigungen, insbesondere bei nächtlicher Benutzung, für die Bewohner darstellen können. In jüngerer Zeit sind daher die Forderungen nach geräuscharmen Ventilen in der Sanitärbranche immer dringender gestellt worden und haben letztlich in einer Klassifizierung bezüglich des Geräuschverhaltens der Armaturen ihren Ausdruck gefunden, die in der DIN 4109 niedergelegt ist. Hiernach sollten in Zukunft für Sanitärinstallationen nur noch Ventile mit der Geräuschklasse I, d.h. mit einem maximalen Geräuschpegel von 20 dB (A) bei 3 bar Fließdruck eingesetzt werden. Um dieses Ziel zu erreichen, wird vielfach bei-bekannten Sanitärarmaturen eine Drosselung der Durchflußleistung vorgenommen, die entweder mit einer VorschaltungValves of this type are known and essentially so constructed that a closure body is arranged on a cantilevered spindle, which with its conical Outer surface interacts with a valve seat designed as a hollow cone. The particular disadvantage of these valves is the high level of noise generated by the flow through the relatively narrow annular gap between the valve seat and closure piece arises, in addition to the pure flow noises caused by cavitation etc. Rattling and humming noises can still occur, which are probably caused by rapidly changing pressure conditions In the flow area stimulate the closing piece to vibrate. These noises are particularly unpleasant in the case of sanitary fittings, which are mainly installed in residential buildings, and severe nuisances, in particular when used at night, for the residents can represent. Recently, therefore, there are demands for low noise Valves in the plumbing industry have become more and more urgent and ultimately have to be classified has found its expression in terms of the noise behavior of the fittings, which is laid down in DIN 4109. According to this, only valves with noise class I, i.e. with a maximum noise level of 20 dB (A) at 3 bar flow pressure. To achieve this goal, many will in the case of known sanitary fittings, a throttling of the flow rate made either with a ballast

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von Drosselelnrichtutngen an den-Versorgungsleitungen oder einer Kachschaltung eines luftansaugenden· Strahlreglers mit ent-Sprechend geringer Durchsatzleistung erlangt wird.of throttle directives on the supply lines or one In-line connection of an air-sucking jet regulator with a correspondingly low throughput is achieved.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Auslaufventil der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, welches eine sehr teer Inge Geräuschentwicklung in allen Öffnungsstellungen zeigt und bei maximaler öffnung eine hohe Durchflufileistung erreicht.The object of the present invention is therefore to create an outlet valve of the type described at the beginning, which is a very tarry noise in all Shows open positions and achieves a high flow rate at maximum opening.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Flüssigkeitsftthrung vom Druckraum zum Ventilsitz dttsenfOrmig verjüngt ausgebildet ist. die Mantelfläche des Schließgliedes zur Mantelfläche der Bohrung des Ventilsitzes nicht parallel verläuft und der Abflußraum hinter dem Ventilsitz unstetig erweitert 1st, und daß das Schließglied stromungsgünstig ausgebildet und vor dem Ventilsitz im Druckraum zusätzlich geführt ist.This object is achieved according to the invention in that the fluid supply from the pressure chamber to the valve seat is designed to be tapered in the shape of a dttsen-shaped. the outer surface of the Closing member does not run parallel to the lateral surface of the bore of the valve seat and the drain space behind the valve seat is expanded discontinuously, and that the closing member is designed in a streamlined manner and in front of the valve seat Pressure chamber is also performed.

Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprttchen dargestellt. *Further developments of the invention are shown in the sub-claims. *

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß das kolbenförmige Schließglied in der Nähe des Ventilsitzes zwangsgeführt ist und ein Schwingen Flattern oder Klappern ausgeschlossen ist. Mit der besonderen Ausbildung der Mantelfläche des Schließgliedes und der Hantelfläche der Bohrung des Ventilsitzes wird erzielt, daß ein Strömungskanal mit parallelen Wänden - wie er bei den bekannten Ventilen allgemein auftritt - nicht entstehen kann, bei dem eine starke Kavitationsentwicklung beobachtet wurde, die vermutlich eine starke Geräuscherzeugung bewirkt. Dadurch, daß hinter dem Ventilsitz la Strömungsridtung ein unstetig erweiterter Abfluß-.und Tosraum geschaffen ist, können auch noch die nicht ganz auszuschließenden Kavitationsbläschen sowie die kinetische Energie des Flttssigkeitsstromes geräuscharm eliminiert werden. · · · · ·■'. '·■ .··:/ .""" :· · · ·· .'·.'.·'■This inventive training is achieved that the piston-shaped closing member is forcibly guided in the vicinity of the valve seat and a swaying flutter or rattling is excluded. With the special design of the lateral surface of the closing member and the dumbbell surface of the bore of the valve seat, a flow channel is achieved with parallel walls - as it generally occurs in the known valves - can not arise in which one strong cavitation development was observed, which probably causes a strong noise generation. Because behind the valve seat is a discontinuously widened flow ridge Drainage .and Tosraum is created, can also still the cavitation bubbles that cannot be completely ruled out as well as the kinetic energy of the liquid flow can be eliminated with little noise. · · · · · ■ '. '· ■. ··: /. "" ": · · · ··.' ·. '. ·' ■

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Schließlich wird durch die halbkugelförmige Ausbildung im unteren, stromauf gelegenen Teil stowie durch den weiter stromab liegenden, als weiche Einschnürung ausgebildeten Teil des Schließgliedes im gesamten kritischen Strömungsbereich des Ventils eine optimal strömungsgünstige Flüssigkeitsführung gebildet.Finally, through the hemispherical formation in the lower, upstream part and through the further downstream, part of the closing element designed as a soft constriction in the entire critical flow area of the valve forms an optimally flow-favorable liquid guide.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form eines Ventileinsatzes für Zapf- und/oder Mischventile ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention in the form of a valve insert for dispensing and / or mixing valves is shown in FIG Drawing shown and is described in more detail below. Show it:

Figur 1 einen Längsschnitt durch einen alsFigure 1 is a longitudinal section through an as

Montageeinheit ausgebildeten Ventileinsatz;Assembly unit trained valve insert;

Figur 2 eine vergrößerte Darstellung im Bereich des Ventilsitzes mit dem Schließglied nach Figur 1;FIG. 2 shows an enlarged illustration in the area of the valve seat with the closing element according to FIG. 1;

Figur 3 einen Schnitt auf der* Linie III-III der Figur 1.Figure 3 shows a section on the * line III-III of Figure 1.

Der Ventileinsatz 1 wird mit O-Ringen 2 gedichtet in einer Bohrung eines nicht dargestellten Ventilgehäuses gehalten. Der Ventileinsatz besteht im wesentlichen aus einer Buchse 3 und einem Schließglied 4, welches in einer koaxialen Bohrung 5 der Buchse 3 angeordnet ist. Im oberen Bereich des Einsatzes ist das Schließglied 4 mittels einer Betätigungsstange 6 gelagert, die aus dem Ventileinsatz herausragt und mit einem Dichtring 7 abgedichtet ist. Außerhalb der Buchse 3 trägt die Betätigungsstange eine Betätigungskappe 8, an der eine Druckfeder 9 das Schließglied 4 in Schließstellung drückt.The valve insert 1 is sealed with O-rings 2 in one Bore of a valve housing, not shown, held. The valve insert essentially consists of a socket 3 and a closing element 4, which is arranged in a coaxial bore 5 of the bush 3. In the upper area of the insert, the closing element 4 is mounted by means of an actuating rod 6 which protrudes from the valve insert and is sealed with a sealing ring 7. Outside of of the socket 3, the actuating rod carries an actuating cap 8, on which a compression spring 9, the closing member 4 in Presses closed position.

In der Buchse 3 sind im unteren Bereich der Hantelfläche Durchbfüche IO vorgesehen, durch die das anströmende WasserIn the socket 3 are in the lower area of the dumbbell surface Durchbfüche IO provided through which the incoming water

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an den Ventilsitz 11 herangeführt jwird.; Der Ventilsitz 11 ragt als kragenförmige Einschnürung in die koaxiale Bohrung 5 hinein und trennt den Druckraum 12 vom Abflußraum 13. Der Druckraum 12 ist zum Ventilsitz 11 hin,, ,vorteilhaft mit einem K e> gel winkel von ca. 130 , konisch verjüngt und bildet zusammen mit dem Schließglied 4 einen düsenförmig zum Ventilsitz hin verjüngten Ringraum 15. Hierbei hat sich eine Verjüngung von ca. 35 als besonders günstig erwiesen. Die Durchgangsöffnung am Ventilsitz 11 wird von einer zylindrischen Durchgangsbohrung 16 gebildet, welche möglichst kurz ausgebildet ist und im Anschluß sprunghaft auf die Abmessungen des Abflußrauines erweitert ist. Das Schließglied 4 ist vorteilhaft zweiteilig ausgebildet und trägt an seiner Zusaramenfügstelle einen eingespannten elastischen Dichtring 14. Der untere Teil des Schließgliedes tat als Schraube mit einem halbkugelförmigen Xopf 17 ausgebildet, an dem Schlüsselflächen 18 angeordnet sind. Zur unteren Führung des Schließgliedes in der Buchse 3 ist in dem Kopf 17 in einer Ringnute 19 ein geteilter Führrungsring 20 aus gut gleitfähigem Kunststoff gelagert und mit Hilfe eines elastischen Ringes 21, z.B. ein aus Gummi bestehender O-Ring, vom Grund der Ringnute gegen die die Durchbrüche 10 korbartig begrenzenden Rippen der Bohrung 5 gedrückt.is brought up to the valve seat 11; The valve seat 11 protrudes into the coaxial bore as a collar-shaped constriction 5 in and separates the pressure chamber 12 from the discharge chamber 13. The pressure chamber 12 is towards the valve seat 11,, advantageous with a cone angle of approx. 130, conically tapered and forms together with the closing member 4 an annular space 15 which tapers in the shape of a nozzle towards the valve seat a taper of approx. 35 proved to be particularly favorable. The through opening on the valve seat 11 is of a cylindrical through hole 16 is formed, which is as short as possible and then erratic is expanded to the dimensions of the drainage roughness. The closing member 4 is advantageously designed in two parts and has a clamped in place at its assembly point elastic sealing ring 14. The lower part of the closing member was designed as a screw with a hemispherical Xopf 17, are arranged on the key surfaces 18. For the lower guide of the locking member in the socket 3 is in the head 17 in an annular groove 19 a split guide ring 20 made of plastic with good sliding properties and with the help of an elastic ring 21, e.g. one made of rubber Existing O-ring, from the base of the annular groove against the ribs of the bore 5 that delimit the openings 10 like a basket pressed.

Die Funktionsweise des Ventils ist folgende. Unterhalb des Ventilsitzes 11 befindet sich im Ringraum 15 das anstehende Druckwasser. Durch ein Verschieben der Betätigungsstange 6 entgegen der Druckrichtung der Feder 9 wird das Schließglied 4 abwärts in den Druckraum 12 hineinbe^egt. Hierdurch gelangt das Schließglied mit dem kegelförmig ausgebildeten Dichtring 14 vom Ventilsitz 11 frei und ein zunächst geringer Ringquerschnitt wird für den Durchtritt freigegeben, der sich entsprechend der Verjüngung des Schließgliedes langsam vergrössert. Das anströmende Druckwässer wird dabei bereits in demThe functioning of the valve is as follows. Below the valve seat 11 is in the annular space 15 the pending Pressurized water. By moving the actuating rod 6 against the direction of pressure of the spring 9, the closing element 4 downwards into the pressure chamber 12. This got through the closing member with the conical sealing ring 14 free from the valve seat 11 and an initially small ring cross-section is released for the passage, which slowly increases according to the tapering of the closing element. The incoming pressurized water is already in the

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kegelförmig ausgebildeten Ringraum 15 beschleunigt und ; gelangt von hier in einen in Strömungsrichtung sieh erweiternden Ringraum, dessen Seitenwändej gebildet von der zylindrischen'Durchgangsbohrung 16 des Ventilsitzes und der Mantelfläche des Schließgliedes 4, nicht parallel zueinander verlaufen und tritt im Anschluß daran in den stark erweiterten Tos- und Abflußraum ein. Durch das strömungsgünstig ausgebildete Schließglied 4, insbesondere durch die weiche Einschnürung 26 stromab, oberhalb des Ventilsitzes 11 wird die Flüssigkeitsführung weiter verbessert. Hierbei ist, um eine gute Mengenregulierung zu gewährleisten, oberhalb des Dichtringes 14 zunächst ein kurzes, schwach kegeliges Stück 27 angeordnet.conical annular space 15 accelerates and; passes from here into an annular space that widens in the direction of flow, the side walls of which are formed by the cylindrical through hole 16 of the valve seat and the lateral surface of the closing member 4, not parallel run towards each other and then enter into the greatly expanded stilling and drainage space. By the Closing member 4 which is designed to be streamlined, in particular due to the soft constriction 26 downstream, above of the valve seat 11, the liquid flow is further improved. This is to ensure good volume control To ensure that a short, slightly conical piece 27 is initially arranged above the sealing ring 14.

Zur Verhinderung von Wasserschlag kann das kolbenförmige Schließglied oberhalb der Einschnürung 26 mit einem Kolbenring 23 eine Drosselkammer 24 iE der Buchse 3 derart abgrenzen, daß nur über einen 5jh Kolbenring vorgesehenen Drosselspalt 25 eine Verbindung zum Abflußraum 13 gegeben ist. Hiermit wird ein schlagartiges Schließen des Ventils durch die erforderliche Überströmzeit der Flüssigkeit von der Drosselkammer in den Abflußraum verhindert und somit eine weitere Geräuschquelle bei Auslaufventilen beseitigt. Die Abführung des Wassers im Bereich des Abflußraumes 13 wird durch in der Mantelfläche der Buchse 3 vorgesehenen Durchbrüche 22 erreicht. Das Schließglied wird hierbei durch den Führungsring 20 sowie der Betätigungsstange 6 sicher in der Buchse 3 geführt, so daß auch ein Flattern oder Schwingen, verursacht durch unterschiedliche statische oder dynamische Flüssigkeitsdrücke, mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann.To prevent water hammer, the piston-shaped Closing member above the constriction 26 with a piston ring 23 delimit a throttle chamber 24 iE of the bush 3 in such a way that that there is only a connection to the drainage space 13 via a throttle gap 25 provided for 5 years piston ring is. This enables the valve to close suddenly due to the required overflow time of the liquid from prevents the throttle chamber into the drain space and thus eliminates another source of noise in the case of outlet valves. The discharge of the water in the area of the drainage space 13 is provided in the jacket surface of the socket 3 Breakthroughs 22 reached. The closing element is in this case carried out by the guide ring 20 and the actuating rod 6 safely guided in the socket 3, so that a flutter or oscillation caused by different static or dynamic fluid pressures, can be excluded with certainty.

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Claims

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1. Low-noise discharge valve for liquids, in particular for use in sanitary fittings, with a piston-shaped one arranged in a longitudinal bore Closing member, one arranged in the longitudinal bore protruding valve seat and one coaxially Operating rod arranged for the longitudinal bore, characterized in that the liquid guide from the Bvuckrauia (12) to the valve seat (11) nozzle-shaped is tapered, the lateral surface of the closing member (4) does not run parallel to the lateral surface of the through hole (16) of the valve seat and the drainage space (13) is widened discontinuously behind the valve seat, and that the closing member strömuf.gsvantage formed and in front of the valve seat is also performed in the Druckrauiii.

2. Low-noise outlet valve according to claim 1, characterized in that the closing member (4) with the actuating rod (6) is mounted in a socket (3), did sliding guides in the pressure chamber (12) in front of the valve seat (11) has to which the closing link also is led.

3. Low-noise outlet valve according to claim 2, characterized in that the sliding guides are formed by longitudinal ribs of a basket-like cylindrical part of the bushing (3) provided with openings (10).

4. Low-noise outlet valve according to Claims 1 to 2, characterized in that a guide ring (20) made of a material with good sliding properties and embedded in the closing element (4) rests against the α sliding guides.

5. Low-noise outlet valve according to claim 4, characterized in that the guide ring (20) as a split Expanding ring formed and pressed into the expanded position by an elastic ring (21), preferably an O-ring will.

6. Low-noise outlet valve according to claims 1 to 2, characterized in that the valves .tz (11) formed by a constriction provided with a cone angle of approx. 130 in the socket (3) and the cylindrical through hole (16) of the inlet

'-—' lacing as short as possible and then kept send has expanded again by leaps and bounds.

7. Low-noise outlet valve according to claims I ₁ 2 and 6, characterized in that the liquid guide in front of the valve seat (11) is designed so that an annular space (15) which is conical towards the valve seat and whose taper is approximately 35 is formed.

8. Low-noise outlet valve according to claims 1 and

2, characterized in that the piston-shaped closing member (4) has a waist-like, soft constriction (26) above the valve seat (11) and above the Constriction of a throttle chamber (24) arranged in an annular groove and a throttle chamber (24) provided in the bushing (3) bears delimiting piston ring (23) equipped with a throttle gap (25).

9. Low-noise outlet valve according to claims 1, 2 and 8, characterized in that above one Sealing ring (14) on closing member (4) a short, slightly kdgeliges piece (27) is formed.