DK155381B - Ventil med indvendigt nultryk - Google Patents

Description

DK 155381 B

i

Opfindelsen angår en ventil· af den art, som anvendes i rørinstallationer i boliger, nærmere betegnet en ventil, som omfatter en bøsning med mindst et vandindløb og et vandudløb, samt en spindel, som har et cylindrisk 5 afsnit og et stempel, og som med henblik på at kunne regulere vandstrømmen fra bøsningens indløb til dens udløb er aksialt forskydelig i bøsningen, hvorved der i stemplet er indrettet mindst ét indløb og mindst ét udløb, og det cylindriske stempels yderside er i tætnede 10 berøring med tætningsorganer til lukning af ventilen ved bøsningens indløb.

En ventil af denne art kendes fra patentskriftet DE-C-2 716 831. I denne ventil er det bevægelige ventilelement, som omfatter spindlen med det cylindriske af-13 snit og et stempel, aksialt forskydelig i en bøsning med henblik på at kunne regulere vandets udstrømning.

Den kendte ventil omfatter en O-ring, som ligger i en rille langs stemplets omkreds, og som tjener til at tætne stemplet i forhold til et rør i ventilhuset. Når 20 stemplet er bragt i en stilling, hvor vandet kan løbe ud, dannes et kammer, som ligger under stemplets nedre ende, og som afgrænses af denne, ventilhuset og røret.

Da dette kammer er fuldstændigt tæt, vil der i kammeret opstå et vakuum, som søger at føre stemplet ind i dets 25 lukkede stilling. Skulle tætningsringen med tiden miste sin evne til at skabe tætning, vil der derimod opstå en forbindelse mellem kammeret og vandindløbet. Herved vil kammeret blive tilført vand under tryk. Dette tryk påvirker stemplet i en opadgående retning og søger at 30 flytte stemplet til dets åbne stilling, da der ikke findes noget areal, hvorpå et udligningstryk kunne virke .

Det er formålet med opfindelsen at anvise en ventil af den indledningsvis nævnte art, som kan eliminere

DK 155381 B

2 ovennævnte ulemper, dvs. udelukke alle de kræfter, som dannes af vandstrømmen eller ved under aksial påvirkning at forskyde ventilelementet til dets åbne stilling.

Dette opnås, idet ventilen ifølge opfindelsen er ejen-5 dommelig ved det i krav l's kendetegnende del angivne.

Andre udførelsesfarmer ifølge opfindelsen fremgår af underkravene.

Ifølge opfindelsen er trykelementet fastgjort i forhold til og er placeret inde i bøsningen i strømpassagen 10 mellem dennes indløb og udløb, hvorved stemplet stræk ker sig koaksialt omkring trykelementet, og en første tætning er placeret mellem en indvendig flade på stemplet og trykelementet og tjener til at forhindre, at spindlens cylindriske afsnit bliver påvirket af ind-15 løbstrykket, og desuden bæres en anden tætning af spind len og indgriber tætnende med bøsningen, hvorved den første- og anden tætning har lige store yderdiametre for at udligne trykket på spindlen.

Stemplet til ventilen ifølge opfindelsen er i hoved-20 sagen udformet som et rør. Det tværsnitsareal af stemp let, som kan blive udsat for en trykpåvirkning, er reduceret i betydelig grad. Det kammer, der opstår under stemplets nedre ende under ventilelementets åbning, er meget lille. De kræfter, der kan opstå som følge 25 af et vakuum, er derfor uden betydning. Som følge af det særlige valg af tætningernes dimensioner kan der komme vand ind i kammeret under stemplet, eftersom den kraft, der dannes af vandtrykket, udlignes fuldstændigt, idet der ved det rørformige stempels øvre ende findes 30 en tværsektion, som er påvirket af et lige så stort modsat virkende tryk.

Ventilen ifølge opfindelsen er velegnet til brug i rør-

DK 155381 B

3 installationer i boliger, f.eks. som haner i køkkener og toiletter, samt som bruse- og badekarshaner. Det aktuelle princip kan anvendes til og beskrives nedenfor i forbindelse med ventiler, der merkantilt kaldes blan-5 dingsventiler, idet såvel volumen som temperatur af det udstrømmende vand styres ved betjening af blot et enkelt håndgreb. Princippet kan også anvendes til ventiler af den art, som markedsføres under betegnelsen tohåndgrebs-vandhaner, og hvor et særskilt håndtag og 10 en ventil er indrettet til regulering af tilførslen af det varme og det kolde vand.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor, idet der beskrives foretrukne udførelsesformer for ventilen ifølge opfindelsen under henvisning til tegningen, hvor 15 fig. 1 viser et aksialt snit gennem en ventil ifølge opfindelsen i lukket stilling, fig. 2 samme, men i åben stilling, fig. 3 et til ventilen hørende ventilelement set fra siden delvis i snit, 20 fig. 4 samme, men drejet 90° i forhold til det i fig.

3 viste ventilelement, fig. 5 et til ventilen hørende trykelement set fra siden, fig. 6 et snit efter linien 6-6 i fig. 5, fig. 7 en modificeret udformning af trykelementet set 25 fra siden, fig. 8 det i fig. 7 viste trykelement set fra enden, 4

DK 155331 B

fig. 9 set fra siden det i fig. 7 og 8 viste trykelement drejet 90° i forhold til den i fig. 7 viste afbildning, fig. 10 et radialt snit gennem en modificeret udformning af trykelementet, 5 fig. 11 et tilsvarende radialt snit, som vist i fig.

10, men i en yderligere modificeret udformning af tryk-elementet, og fig. 12 et tilsvarende radialt snit, som vist i fig.

10 10 og 11, men i endnu en yderligere modificeret udform ning af trykelementet.

Blandingsventilkonstruktionen, som nedenfor beskrives,især under henvisning til fig. 1 og 2, omfatter et cylindrisk hus 10, som har en indløbsåbning 12 til varmt vand og 15 en indløbsåbning 14 til koldt vand. Huset har endvidere en udløbsåbning, som er angivet med henvisningstallet 15, og som på sædvanlig måde kan tilsluttes enten direkte til et rør, såsom i en vandhanekonstruktion, eller til et udløbsrør i en bruser eller et badekar. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 I huset 10 er der anbragt en ventilkonstruktion, som 2 har form af en indsats, idet alle ventildelene er sam 3 menbyggede til en enkelt enhed, som hurtigt og let kan 4 skiftes ud, såfremt ventilen skulle blive utæt. Ind 5 satsen består af en bøsning 16, som har indløbsåbninger 6 18 til varmt og koldt vand og et antal udløbsåbninger, 7 som er angivet med henvisningstallet 20. Udløbsåbninger- 8 ne udmunder i mellemrummet, som findes mellem bøsningen 9 og huset 10, og som står i forbindelse med husets ud 10 løbsåbning 15. Bøsningen 16 er tætnet i forhold til 11 huset 10fdels ved hjælp af en 0-ring 22, som er placeret i et spor 24, der er udformet i bøsningens yderside, 5

DK 155381 B

dels ved hjælp af en tætningskonstruktion, som er angivet med henvisningstallet 26, og hvis nøjagtige indretning er beskrevet nærmere i US patentskrift nr. 3 840 048.

5 Tætningen 26 er kendt som en tætning af ringtypen og omfatter et cylindrisk svøbafsnit 26a med et antal ribber eller vulster 26b, som ligger i tætnende berøring med huset 10's inderside. Et åbningstætningsafsnit 26c strækker sig gennem bøsningens åbning og ind i tætnende 10 berøring med den indvendigt placerede spindel. Rundt langs åbningstætningsafsnittenes 26c periferi er der anbragt små trykkamre 26d, som bevirker, at vandet kommer til at påvirke åbningstætningsafsnittene med en kraftpåvirkning, der medfører en fastere tætning mod 15 den indvendige spindel.

I bøsningen 16 er der anbragt en ventildel, som består af en bevægelig spindel 28 og et stationært eller fastgjort trykelement 30. Trykelementet er mere detaljeret vist i fig. 5-12, mens spindlen er vist i fig. 3 og 20 4.

Ventilspindlen omfatter et cylindrisk afsnit 32 med en sådan ydre diameter, at afsnittet 32 passer ind i bøsningen 16, og endvidere er der anbragt en 0-ring 34 til at tætne det yderste af spindelafsnittet mod 25 den omgivende bøsning. I retning indefter, set fra tæt ningsringen 34, har spindlen 32 en udadragende flange 36, der fungerer som stop og holder og støder op til en lille reces 38 til optagelse af den indadpressede øvre ende på et hult stempel 40, som kan være udformet 30 som et tyndt metalrør. Stemplet 40, som støder op til recessen 38, er presset eller bertlet indad for at montere stemplet fast på spindlen og således danne det bevægelige ventilelement. I nærheden af recessen 38 6

DK 155381 B

er en tætningsring 42 anbragt i en indre rille 44, som ligger i umiddelbar nærhed af spindlen 32's endeflade 46. En luftpassage 41 forbinder på konventionel måde spindlens inderside med atmosfæren.

5 Som nævnt ovenfor har stemplet 40 form af et hult, tyndt rør, som fortrinsvis består af metal, og som i lukket stilling strækker sig i hovedsagen langs hele bøsningen til bunden på et afsnit af trykelementet. Stemplet 40 har til henholdsvis varmt- og koldt vand indløbsåbninger 10 48 og 50, som kan placeres flugtende med husets ind løbsåbninger 12 og 14 til henholdsvis varmt- og koldt vand og med de hermed samvirkende åbninger i bøsningen for herved at lede vand ind i stemplets indre. Som det tydeligst er vist i fig. 3 og 4,har stemplet desuden 15 et antal udløbsåbninger 52, som flugter med bøsningens udløbsåbninger 20, når ventilen befinder i den i fig.

2 viste åbne stilling. Ved dels at dreje, dels at skyde ventilelementet frem og tilbage, flyttes stemplet 40 således på kendt måde til en stilling, hvor dets åbnin-20 ger helt eller delvis flugter med henholdsvis bøsningens indløbs- og udløbsåbninger med henblik på at regulere volumen og temperatur af det vand, som løber gennem ventilen.

Trykelementet 30, som i fig. 5 og 6 er vist i én ud-25 førelsesform og i fig. 7-12 i varierende udførelsesfor mer, omfatter et øvre i hovedsagen cylindrisk afsnit 54 med en endeflade 56, som ligger an mod spindelfladen 46, når ventilen befinder sig i den i fig. 1 viste stilling. I en rille i det cylindriske afsnit 54 er der 30 anbragt en tætning 58, som tjener til at tætne tryk- elementets yderside i forhold til stemplet 40's inderside, således at det effektivt forhindres, at vand under indløbstryk kommer til at påvirke den bevægelige spindel.

I direkte fortsættelse af det cylindriske afsnit 54 7

DK 1 55381 B

har trykelementet to krumme recesser 60 og 62, som har en betydelig størrelse, og som står i forbindelse med stemplet 40's åbninger til varmt og koldt vand, henholdsvis 48 og 50. Disse recesser udgør et middel til at 5 lede det varme og kolde vand uafhængigt af hinanden frem til stemplets udløbsåbning 52. Trykelementet 30 har ved sin bund eller sin inderste ende udadvendende fødder 64, som griber således ind i modsvarende riller 66 i bøsningen, at trykelementet fastgøres til denne, 10 eller trykelementet ikke kan bevæge sig i forhold til bøsningen.

Stemplet 40 udsættes for et minimalt indre vandtryk, men på to i hovedsagen lige store arealer, som vil blive påvirket af tryk, som udligner hinanden. Stemplet 40’s 15 inderside er tætnet ved hjælp af ringen 58, som har samme yderdiameter som ringen 54, hvorved spindlen afbalanceres .

Ventilens lukkede stilling under drift er vist i fig.

1, hvor spindlen ligger an mod trykelementet. Tætningen 20 26 forhindrer, at spindlen kan blive påvirket af vand- trykket, således at et indre nultryk virker på spindlen.

Når ventilen åbnes, forskydes spindlen tilbage til den i fig. 2 viste stilling, hvorefter ventilen drejes for at tilvejebringe den ønskede blanding af varmt og koldt 25 vand ved udløbsåbningen 15. Det eneste vandtryk, som foreligger, er det,der påvirker stemplet 40, og dette tryk udlignes af de lige store tætningsringe 58 og 34.

Under alle i praksis forekommende forhold er spindlen udsat for et indvendigt vandtryk på nul. 1

Selvom de fleste af de komponenter, der indgår i en vandhane, tidligere er blevet fremstillet af metal, er det i dag blevet almindeligt at fremstille sådanne dele af et passende plastmateriale. Således kan såvel

DK 155381 B

8 bøsningen, spindlen og trykelementet være fremstillet af plast. Stemplet fremstilles fortrinsvis af tyndt metal, selvom det til nogle anvendelsesformål også kan være fremstillet af plast.

5 De i fig. 6 viste recesser 60 og 62 er lige store og overfører således lige store mængder varmt og koldt vand. I visse områder er koldtvandstrykket imidlertid langt større end varmtvandstrykket, og hvis passagerne for det varme og kolde vand da er lige store, kan det 10 blive vanskeligt at opnå den ønskede vandtemperatur ved ventiludløbet. Ligeledes kan der, såfremt et toilet udskylles, og koldtvandstrykket herved pludseligt falder, selv når der anvendes en trykudlignende glider af kendt art, momentant opstå en ubehagelig situation for en 15 person, der samtidigt tager et brusebad. I disse områder er det derfor ønskeligt at kunne anvende et trykelement, som ikke har lige store volumener eller strømningspassager for det varme og kolde vand. Fig. 10 og 11 viser varierende udførelsesformer for et trykelement, der 20 er indrettet i overensstemmelse hermed. Fig. 10 viser en strømningspassage 72 til det varme vand og en strømningspassage 74 til det kolde vand. Som det fremgår, er varmtvandspassagen langt den største, og under forudsætning af, at koldtvandstrykket er større end varmtvands-25 trykket, vil sådanne forskellige strømningspassager eller forholdsregler til opnåelse af forskellige størrelser af disse bevirke, at der løber relativt konstante eller lige store mængder varmt og koldt vand gennem ventilen. Fig. 11 viser en lignende konfiguration, hvor 30 varmtvandspassagen er angivet med henvisningstallet 76 og koldtvandspassagen med 78. Der opstår lidt mindre turbulens i den i fig. 11 viste konstruktion end i den i fig. 10 viste konstruktion.

Fig. 7, 8 og 9 viser en'modificeret udførelsesform 9

DK 15538 1 B

for trykelementet, hvor dette har i hovedsagen lige store strømningspassager. I dette tilfælde omfatter trykelementet en i hovedsagen centralt anbragt vinge 80 med to udadragende fødder 82, der, som ovenfor be-5 skrevet, samvirker med riller 66 i bøsningens inderste afsnit. Vingen 80 kan da i tværsnit have den særlige udformning, som er vist i fig. 8, hvor vingens sider 84 spidser mod hinanden og aftager i størrelse fra midten og udefter.

10 Fig. 12 viser en modificeret udførelsesform for tryk- elementet, hvor de indre vandpassager 86 og 88 er i hovedsagen lige store, men har en væsentligt større volumenkapacitet end de i fig. 6 viste passager 60 og 62.

15 . Eftersom trykelementet, selvom det udgør en del af hele ventilelementet, er et særskilt element og kan udformes af plast, er det let at fremstille og lagerføre i mange forskellige størrelser og former for såvidt angår udformningen af strømningspassagen. Vandtrykket afgør, 20 hvilket trykelement, der i hvert enkelt tilfælde skal anvendes i et specifikt område.

Trykelementets indre vandpassager kan være forsynet med gitre, ledeskovle eller opkradsede eller takkede overflader for at formindske eller eliminere støjen 25 i ventilen.

Claims (5)

1. Ventil, som omfatter en bøsning (16) med mindst et vandindløb (18) og et vandudløb (15), samt en spindel (28), som har et cylindrisk afsnit (32) og et stempel 5 (40), og som med henblik på regulering af vandstrøm men fra bøsningens indløb (18) til dens udløb (15) er aksialt forskydelig i bøsningen (16), hvorved der i stemplet (40) er indrettet mindst et indløb (48, 50) og mindst et udløb (52), og det cylindriske stempels 10 (40) yderside befinder sig i tætnende berøring med tæt- ningsorganer (26) til lukning af ventilen ved bøsningens indløb (18), kendetegnet ved, at ventilen omfatter, a) et trykelement (30), som er fastgjort i forhold til 15 og er placeret inde i bøsningen (16) i strømpassagen mellem dennes indløb (18) og udløb (15), hvorved stemplet (40) strækker sig koaksialt omkring trykelementet (40), b) et første tætningsorgan (58), som er placeret mellem en indvendig flade på stemplet (40) og trykelementet 20 (30), og som tjener til at forhindre, at spindlens (28) cylindriske afsnit (32) påvirkes af indløbstrykket, og c) et andet tætningsorgan (34), som bæres af spindlen (28) og indgriber tætnende med bøsningen (16), hvorved det første- og andet tætningsorgan (58, 34) har lige 25 store yderdiametre for at udligne trykket på spindlen (28).

2. Ventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at trykelementet (30) og spindlens (28) cylindriske afsnit (32) har flader (henholdsvis 56 og 46), som lig- 30 ger an mod hinanden, når ventilen befinder sig i sin DK 155381 B lukkede stilling.

3. Ventil ifølge krav 1 eller 2, k e n d e t e g n e t ved, at trykelementet (30) har en indre skillevæg, som dels afgrænser en første strømpassage (60) fra et varmt- 5 vandsindløb (12), dels en anden strømpassage (62) fra et koldtvandsindløb (14).

4. Ventil ifølge krav 3, kendetegnet ved, at skillevæggen opdeler rummet i stemplet (40) uensartet med henblik på tilvejebringelse af strømningspassager 10 (72, 74, 76, 78, 86, 88) med uens volumener.

5. Ventil ifølge krav 4, kendetegnet ved, at varmtvandspassagen har et større volumen end koldt-vandspassagen.