EP3540131A1

EP3540131A1 - Sanitäre einsetzeinheit

Info

Publication number: EP3540131A1
Application number: EP19168396.0A
Authority: EP
Inventors: Eugen Willmann; Wolf-Dieter Lacher; Holger Schürle
Original assignee: Neoperl GmbH
Current assignee: Neoperl GmbH
Priority date: 2016-09-08
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2019-09-18
Anticipated expiration: 2037-07-12
Also published as: EP3540131B1; EP3510204B1; EP3510204A1; CN206529848U; DE202016005553U1; CN107806132A; US11873629B2; CN109642420B; CN109642420A; WO2018046112A1; US20190234056A1; CN107806132B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine sanitäre Einsetzeinheit (6) mit einem Einsetzgehäuse (2), das an einem oder in einem Wasserauslauf (3) einer sanitären Auslaufarmatur montierbar ist und in dessen Gehäuseinnenraum ein Flüssigkeitsweg vorgesehen ist, welcher durch den Gehäuseinnenraum strömendes Wasser führt, wobei in dem Flüssigkeitsweg ein Strahlzerleger (9, 10) mit einer Mehrzahl von Zerlegeröffnungen (11, 13) vorgesehen ist, die das durchströmende Wasser in eine Mehrzahl von Einzelstrahlen aufteilen, und mit zumindest einer, dem Strahlzerleger (9, 10) im Flüssigkeitsweg nachfolgenden Gitter- oder Netzstruktur (14, 15), und wobei zumindest ein den Flüssigkeitsweg zumindest abschnittsweise umgehender By-Pass-Kanal (16) vorgesehen ist. Für die erfindungsgemäße Einsetzeinheit (6) ist kennzeichnend, dass der By-Pass-Kanal (16) als Düse ausgebildet ist zur Erzeugung wenigstens eines beschleunigten Flüssigkeitsstrahles und dass der zumindest eine By-Pass-Kanal (16) dazu zumindest in einem Teilabschnitt einen sich verjüngenden lichten Kanalquerschnitt hat (vgl. Fig. 8).

Description

Die Erfindung betrifft eine sanitäre Einsetzeinheit mit einem Einsetzgehäuse, das an einem oder in einem Wasserauslauf einer sanitären Auslaufarmatur montierbar ist und in dessen Gehäuseinnenraum ein Flüssigkeitsweg vorgesehen ist, welcher durch den Gehäuseinnenraum strömendes Wasser führt, wobei in dem Flüssigkeitsweg ein Strahlzerleger mit einer Mehrzahl von Zerlegeröffnungen vorgesehen ist, die das durchströmende Wasser in eine Mehrzahl von Einzelstrahlen aufteilen, und mit zumindest einer, dem Strahlzerleger im Flüssigkeitsweg nachfolgenden Gitter- oder Netzstruktur, und wobei zumindest ein den Flüssigkeitsweg zumindest abschnittsweise umgehender By-Pass-Kanal vorgesehen ist.
Man kennt bereits eine sanitäre Einsetzeinheit der eingangs erwähnten Art mit einem Einsetzgehäuse, das mit Hilfe eines Auslaufmundstücks am Wasserauslauf einer sanitären Auslaufarmatur montierbar ist (vgl. Veröffentlichung im Internet unter www.neoperl.net/de/oem/products/aerators/productlines/perlatorh cflowthru.html sowie US DesPat D622,356 ). Im Gehäuseinnenraum des Einsetzgehäuses ist ein Flüssigkeitsweg vorgesehen, welcher durch den Gehäuseinnenraum strömendes Wasser führt. Um das über den Flüssigkeitsweg geführte Wasser mit Umgebungsluft zu durchmischen und um einen homogenen, nicht-spritzenden Wasserstrahl zu formen, ist im Flüssigkeitsweg ein Strahlzerleger mit einer Mehrzahl von Zerlegeröffnungen vorgesehen, die das durchströmende Wasser in eine Mehrzahl von Einzelstrahlen aufteilen, wobei dem Strahlzerleger im Flüssigkeitsweg zumindest eine Gitter- oder Netzstruktur nachgeschaltet ist, welche die belüfteten Einzelstrahlen zusammenfasst, bevor aus dem Einsetzgehäuse ein homogener Gesamtstrahl belüfteten Wassers austritt. Um über einen davon getrennten Auslass der sanitären Einsetzeinheit bei Bedarf auch gefiltertes oder mit Kohlensäure versetztes Wasser austreten lassen zu können, ist im Einsetzgehäuse ein zentraler By-Pass-Kanal vorgesehen, der den Flüssigkeitsweg zumindest abschnittsweise umgeht und dessen abströmseitige Kanalöffnung über die Auslaufstirnseite des Einsetzgehäuses vorsteht.
In verschiedenen wasserarmen Ländern steht im Wasserversorgungsnetz nur ein sehr geringer Wasserdruck an und in anderen Ländern ist die Einhaltung eines derart geringen Volumenstromes pro Zeiteinheit vorgeschrieben, dass mit dieser geringen Wassermenge pro Zeiteinheit sich beispielsweise ein Nassrasierer oder dergleichen Gegenstand kaum wirkungsvoll reinigen lässt. Es besteht daher die Aufgabe, eine sanitäre Einsetzeinheit der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die auch bei geringen auslaufenden Wassermengen pro Zeiteinheit dem Anwender dennoch die Möglichkeit bietet, bei Bedarf Gegenstände mit einem kraftvollen Reinigungsstrahl zu reinigen.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei der sanitären Einsetzeinheit der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, dass der By-Pass-Kanal als Düse ausgebildet ist zur Erzeugung wenigstens eines beschleunigten Flüssigkeitsstrahles und dass der By-Pass-Kanal dazu zumindest in einem Teilabschnitt einen sich verjüngenden lichten Kanalquerschnitt hat.
Die erfindungsgemäße Einsetzeinheit weist ein Einsetzgehäuse auf, das an einem oder in einem Wasserauslauf einer sanitären Auslaufarmatur montierbar ist. Dazu kann am Gehäuseaußenumfang des Einsetzgehäuses ein Außengewinde vorgesehen sein, das mit einem Innengewinde im Wasserauslauf verschraubbar ist. Möglich ist aber auch, dass das Einsetzgehäuse in ein hülsenförmiges Auslaufmundstück einsetzbar ist, das mit Hilfe eines Gewindes an einem Gegengewinde am Wasserauslauf verschraubt werden kann. Im Gehäuseinnenraum des Einsetzgehäuses ist ein Flüssigkeitsweg vorgesehen, durch den durchströmendes Wasser geführt werden kann. In diesem Flüssigkeitsweg ist ein Strahlzerleger vorgesehen, der eine Mehrzahl von Zerlegeröffnungen hat, die das durchströmende Wasser in eine Mehrzahl von Einzelstrahlen aufteilen. Dem Strahlzerleger ist im Flüssigkeitsweg zumindest eine Gitter- oder Netzstruktur nachgeschaltet, die als Strömungsgleichrichter oder als Homogenisiereinrichtung wirkt und die vom Strahlzerleger kommenden Einzelstrahlen gegebenenfalls nach dem Anreichern und Durchmischen mit Umgebungsluft zu einem aus dem Einsetzgehäuse austretenden weichen Gesamtstrahl formen soll. Die erfindungsgemäße Einsetzeinheit hat zumindest einen den Flüssigkeitsweg wenigstens abschnittsweise umgehenden By-Pass-Kanal, der zur Erzeugung wenigstens eines beschleunigten Flüssigkeits- oder Reinigungsstrahles dient. In dem aus der sanitären Einsetzeinheit ausströmenden Gesamtstrahl wird somit mit Hilfe des zumindest einen, als Düse ausgebildeten By-Pass-Kanals ein im Vergleich zum Gesamtstrahl beschleunigter Flüssigkeits- oder Reinigungsstrahl erzeugt, der sich im Vergleich zum übrigen Gesamtstrahl durch eine erhöhte Reinigungskraft auszeichnet.
Um den Wasserverbrauch merklich zu reduzieren und um die Durchflussleistung auf einen geringen Maximalwert festlegen zu können, ist es vorteilhaft, wenn im Einsetzgehäuse zuströmseitig vor dem Strahlzerleger ein Durchflussmengenregler vorgesehen ist, der das durchströmende Wasser auf eine druckunabhängige maximale Durchflussleistung einregelt.
Eine funktionssichere Ausführungsform gemäß der Erfindung, die kostengünstig hergestellt und platzsparend in dem Einsetzgehäuse untergebracht werden kann, sieht vor, dass der Durchflussmengenregler mindestens einen elastischen ringförmigen Drosselkörper hat, der einen Reglerkern umgreift und zwischen sich und einer, an der Außenumfangswandung des Reglerkerns oder einer den Drosselkörper umgebenden Innenumfangswandung vorgesehenen Regelprofilierung einen Steuerspalt begrenzt, welcher Steuerspalt sich unter dem Druck des durchströmenden Wassers derart verändert, dass die Durchflussleistung des Durchflussmengenreglers einen druckunabhängigen Maximalwert nicht übersteigt.
Damit im By-Pass-Kanal auch mittels der vergleichsweise geringen Durchflussleistung ein effektiver Flüssigkeits- oder Reinigungsstrahl geformt werden kann, ist es vorteilhaft, wenn der By-Pass-Kanal sich wenigstens in zumindest einem konischen Teilabschnitt in Richtung zu seiner abströmseitigen Kanalöffnung hin verjüngt.
Eine konstruktiv besonders einfache und mit geringem Aufwand herstellbare Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass der By-Pass-Kanal eine zuströmseitige Kanalöffnung hat, die im Flüssigkeitsweg unterhalb zumindest einer der Zerlegeröffnungen und insbesondere unterhalb von zumindest zwei der Zerlegeröffnungen angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform wird ein Flüssigkeits- oder Reinigungsstrahl aus zumindest einem, im Strahlzerleger gebildeten Einzelstrahl erzeugt. Dabei sieht eine besonders vorteilhafte Ausführungsform, die sich durch einen besonders effektiven Reinigungsstrahl auszeichnet, vor, dass der geringste lichte Kanalquerschnitt des zumindest einen By-Pass-Kanals eine lichte Querschnittsfläche umfasst, die kleiner ist, als die Querschnittsfläche der in die zuströmseitige Kanalöffnung mündenden Zerlegeröffnung oder als die Summe der lichten Querschnittsflächen der in die zuströmseitige Kanalöffnung mündenden Zerlegeröffnungen.
Um den Flüssigkeit- oder Reinigungsstrahl ohne Rücksicht auf den Strahlzerleger und gegebenenfalls den vorgeschalteten Durchflussmengenregler formen zu können, kann es vorteilhat sein, wenn der By-Pass-Kanal den Strahlzerleger und gegebenenfalls auch den Durchflussmengenregler durchsetzt.
Möglich ist es, dass der Strahlzerleger als Lochplatte ausgebildet ist. Demgegenüber sieht eine andere Ausführungsform, die insbesondere bei geringen Wasserdrücken Vorteile bietet, vor, dass der Strahlzerleger als Diffusor ausgebildet ist, der eine Prallfläche hat, welche das anströmende Wasser in Richtung zu Zerlegeröffnungen umlenkt, welche in einer Außenumfangswandung des Diffusors vorgesehen sind. Bei dieser Ausführungsform wird das ausströmende Wasser zunächst an der Prallfläche des zumindest in diesem Teilbereich beispielsweise topfförmig ausgebildeten Diffusors abgebremst und umgelenkt, bevor das derart insbesondere nach außen umgelenkte Wasser in den Zerlegeröffnungen in Einzelstrahlen aufgeteilt wird, welche Zerlegeröffnungen in der Außenumfangswandung des Diffusors vorgesehen sind.
Um im Bereich des Strahlzerlegers einen Unterdruck zu erzeugen, mittels dem Umgebungsluft in den Gehäuseinnenraum des Einsetzgehäuses eingesaugt werden kann, sieht eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass die Außenumfangswandung des Diffusors von einem Diffusorring umgeben ist, und dass zwischen der Außenumfangswandung und dem Diffusorring ein Ringspalt vorgesehen ist, der sich in Durchströmrichtung des Wassers zumindest abschnittsweise verjüngt.
Damit nur ein begrenztes Wasservolumen pro Zeiteinheit in der erfindungsgemäßen Einsetzeinheit zu einem weichen, nicht-spritzenden Wasserstrahl geformt wird, ist es zweckmäßig, wenn der Durchflussmengenregler zuströmseitig vor dem Strahlzerleger und gegebenenfalls als auch vor der/einer zuströmseitigen Kanalöffnung des By-Pass-Kanals angeordnet ist. Ist der Durchflussmengenregler dabei auch vor der zuströmseitigen Kanalöffnung des By-Pass-Kanals angeordnet, lässt sich ein festgelegter Maximalwert der Durchflussleistung auch unter Berücksichtigung des im By-Pass-Kanals erzeugten harten Flüssigkeits- oder Reinigungsstrahles einhalten.
Störungen durch im Wasserstrom mitgeführte Schmutzpartikel lassen sich vermeiden, und eine störungsfreie Funktion der Einsetzeinheit und ihrer Bestandteile lässt sich erreichen, wenn die Einsetzeinheit ein Filtersieb hat, welches Filtersieb in Zuströmrichtung vor dem Strahlzerleger und gegebenenfalls vor dem dazwischengeschalteten Durchflussmengenregler angeordnet ist.
Wenn der By-Pass-Kanal den Strahlzerleger und gegebenenfalls auch einen vorgeschalteten Durchflussmengenregler durchsetzt, kann es zweckmäßig sein, wenn die/eine zuströmseitige Kanalöffnung des By-Pass-Kanals in Zuströmrichtung unmittelbar unterhalb des Filtersiebs angeordnet ist. Dabei wird auch vermieden, dass die im Wasser mitgeführten Schmutzpartikel die im By-Pass-Kanal vorgesehene Düsenöffnung verstopfen oder auch nur verengen können.
Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass das Filtersieb sich in Durchströmrichtung vorzugsweise kegelförmig erweitert. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die beispielsweise aus dem zuströmseitigen Vorsatz- oder Filtersieb, einem abströmseitigen Strahlregler sowie erforderlichenfalls einem dazwischen geschalteten Durchflussmengenregler oder Durchflussbegrenzer gebildete Einsetzeinheit zumindest an ihrem äußeren Umfangsrand mit einer vergleichsweise geringen Längserstreckung ausgebildet werden kann, obwohl die Sieboberfläche des in den zuströmseitigen lichten Querschnitt der Auslaufarmatur vorstehenden Vorsatz- oder Filtersiebes vergleichsweise groß ausgebildet wurde.
Eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass das Filtersieb eine trichterförmige Form hat, und dass die Trichterform des Filtersiebes sich in Richtung zu einer zuströmseitigen Kanalöffnung des zumindest einen By-Pass-Kanals hin verjüngt.
Damit in der erfindungsgemäßen Einsetzeinheit ein außenliegender weicher und nicht-spritzender Gesamtstrahl geformt werden kann, der einen in seinem Zentrum angeordneten und dort leicht auffindbaren harten Reinigungsstrahl umschließt, ist es vorteilhaft, wenn der By-Pass-Kanal etwa koaxial zur Längsmittelachse des Einsetzgehäuses angeordnet ist.
Eine Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht vor, dass der By-Pass-Kanal sich zur Erzeugung eines Wasserstrahles in Richtung zu einer vorzugsweise zentralen Düsenöffnung hin verjüngt, welche Düsenöffnung den geringsten lichten Querschnitt des By-Pass-Kanals aufweist.
Um erforderlichenfalls auch einen größeren Strahlquerschnitt im Reinigungsstrahl zu Reinigungszwecken bereitstellen zu können, kann es vorteilhaft sein, wenn der By-Pass-Kanal sich zur Erzeugung eines Ringstrahles in Richtung zu einem Ringspalt hin verjüngt.
Dazu sieht eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass der By-Pass-Kanal einen zylindrischen lichten Querschnitt hat und dass in den By-Pass-Kanal ein sich in Durchströmrichtung zumindest abschnittsweise verjüngendes Einsetzteil eingesetzt ist, das zwischen seinem Außenumfang und der Innenumfangswandung des By-Pass-Kanals den Ringspalt begrenzt.
Um den Reinigungsstrahl ohne Rücksicht auf die Durchflussleistung eines gegebenenfalls vorgeschalteten Durchflussmengenreglers ausgestalten zu können, ist es zweckmäßig, wenn zumindest ein ungeregelter und zu einer zuströmseitigen Kanalöffnung des By-Pass-Kanals führender Durchströmkanal den Reglerkern des Durchflussmengenreglers durchsetzt.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Ringspalt oder die Düsenöffnung eine abströmseitige Kanalöffnung des By-Pass-Kanals bilden. Bei dieser Ausführungsform kann ein zu reinigender Gegenstand in geringem Abstand unterhalb der Kanalöffnung des By-Pass-Kanals angeordnet werden, so dass dieser Reinigungsstrahl praktisch ungehindert auf den zu reinigenden Gegenstand auftrifft und dort seine Reinigungskraft voll entfalten kann.
Dabei sieht eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass die abströmseitige Kanalöffnung des By-Pass-Kanals etwa in einer abströmseitigen Stirnebene oder wenigstens bis zu einer abströmseitigen Stirnebene des Einsetzgehäuses angeordnet ist.
Damit das durch den Flüssigkeitsweg im Einsetzgehäuse durchströmende Wasser auslaufseitig wieder zu einem weichen und nicht-spritzenden Gesamtstrahl geformt werden kann, ist es zweckmäßig, wenn an der/einer abströmseitigen Stirnebene des Einsetzgehäuses eine Gitterstruktur vorgesehen ist mit etwa wabenzellenförmigen Gitteröffnungen. Dabei können die die Gitterstruktur bildenden Stege eine in Durchströmrichtung orientierte Längserstreckung haben, die im Vergleich zum maximalen lichten Öffnungsquerschnitt der Gitteröffnungen gleich oder größer ist. Durch die wabenzellenförmige Ausgestaltung der Gitteröffnungen wird dem durchströmenden Wasser nur ein geringer Widerstand entgegengesetzt und dennoch lässt sich besonders gut ein nicht-spritzender Gesamtstrahl formen.
Um aus dem im Flüssigkeitsweg geführten Wasser einen nicht-spritzenden Gesamtstrahl formen zu können und um gegebenenfalls auch das Durchmischen dieses Wasserstromes mit Umgebungsluft zu begünstigen, ist es vorteilhaft, wenn in das Einsetzgehäuse zumindest ein vorzugsweise ringförmiges Einsetzteil eingesetzt ist, das eine im Flüssigkeitsweg zwischengeschaltete Gitter- oder Netzstruktur aufweist.
Dabei sieht eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass die Einsetzteile im Flüssigkeitsweg unterhalb der Strahlzerleger angeordnet sind.
Um einen perlend-weichen Gesamtstrahl zu erzeugen, ist es vorteilhaft, wenn das sanitäre Einsetzteil zum Durchmischen des durch den Flüssigkeitsweg durchströmenden Wassers mit Umgebungsluft zumindest einen Belüftungskanal hat, der im Flüssigkeitsweg vorzugsweise unterhalb dem Strahlzerleger mündet.
Dazu sieht eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass der zumindest eine Belüftungskanal als eine in einer Gehäuseumfangswandung des Einsetzgehäuses vorgesehene Gehäuseöffnung ausgebildet ist.
Weiterbildungen gemäß der Erfindung ergeben sich aus Zeichnung in Verbindung mit der Figurenbeschreibung sowie den Ansprüchen. Nachstehend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele noch näher beschrieben.
Es zeigt:

Fig. 1: eine sanitäre Einsetzeinheit, die mittels eines hülsenförmigen Auslaufmundstücks an dem Wasserauslauf einer sanitären Auslaufarmatur montierbar ist, in einer auseinandergezogenen Perspektivdarstellung dieser Bestandteile, wobei die Einsetzeinheit das durchströmende Wasser zu einem weichen, nicht-spritzenden Gesamtstrahl formt, der in seinem Strahlzentrum einen harten Reinigungsstrahl umschließt,
Fig. 2: die Einsetzeinheit aus Figur 1 in einer auseinandergezogenen Perspektivdarstellung mit Blickrichtung auf die Auslaufstirnseite dieser Einsetzeinheit,
Fig. 3: die mittels dem Auslaufmundstück am Wasserauslauf der Auslaufarmatur montierte Einsetzeinheit aus den Figuren 1 und 2 in einem Längsschnitt,
Fig. 4: die mittels dem Auslaufmundstück am Wasserauslauf der Auslaufarmatur montierte Einsetzeinheit aus den Figuren 1 bis 3 in einer seitlichen Perspektivansicht,
Fig. 5: die mittels dem Auslaufmundstück am Wasserauslauf der Auslaufarmatur montierte Einsetzeinheit aus den Figuren 1 bis 4 in einer Draufsicht auf die Auslaufstirnseite,
Fig. 6: eine, in einer auseinandergezogenen Einzelteildarstellung gezeigte sanitäre Einsetzeinheit, die ebenfalls einen weichen, nicht-spritzenden Gesamtstrahl und einem davon umschlossenen zentralen Reinigungsstrahl formt, wobei der Reinigungsstrahl hier als Ringstrahl ausgeformt wird,
Fig. 7: die Einsetzeinheit aus Figur 6 in einer perspektivischen Seitenansicht mit Blickrichtung auf die Auslaufstirnseite dieser Einsetzeinheit,
Fig. 8: die Einsetzeinheit aus den Figuren 6 und 7 in einem Längsschnitt,
Fig. 9: die Einsetzeinheit aus den Figuren 6 bis 8 in einem Detaillängsschnitt in dem in Figur 8 umkreisten Teilbereich,
Fig. 10: die Einsetzeinheit aus den Figuren 6 bis 9 in einer Draufsicht auf ihre Auslaufstirnseite,
Fig. 11: die Einsetzeinheit aus den Figuren 6 bis 10 in einer perspektivischen Seitenansicht,
Fig. 12: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer sanitären Einsetzeinheit, die zur Erzeugung eines weichen, nichtspritzenden Gesamtstrahles sowie eines davon umschlossenen zentralen Reinigungsstrahles bestimmt ist, in einem Längsschnitt,
Fig. 13: die Einsetzeinheit aus Figur 12 in einer Draufsicht auf ihre Auslaufstirnseite und
Fig. 14: die Einsetzeinheit aus den Figuren 12 und 13 in einer perspektivischen Seitenansicht mit Blickrichtung auf die Auslaufstirnseite dieser Einsetzeinheit.

In den Figuren 1 bis 14 sind verschiedene Ausführungen 1, 6 und 12 einer sanitären Einsetzeinheit dargestellt. Die Einsetzeinheiten 1, 6, 12 weisen ein Einsetzgehäuse 2 auf, das an einem Wasserauslauf 3 einer ansonsten hier nicht weiter dargestellten sanitären Auslaufarmatur montierbar ist. Das Einsetzgehäuse 2 der Einsetzeinheiten 1, 6, 12 ist dazu von der Zuströmseite aus in ein hülsenförmiges Auslaufmundstück 4 einsetzbar, bis ein am Außenumfang des Einsetzgehäuses 2 vorgesehener Ringflansch 5 an einem als Auflager 7 dienenden Ringabsatz am Innenumfang des Auslaufmundstücks 4 aufliegt. Das Auslaufmundstück 4 ist mit einem Gewinde 8 an einem Gegengewinde 27 am Wasserauslauf 3 verschraubbar, wobei die Trennzone mittels einem Dichtring 29 abgedichtet sein kann.
Im Gehäuseinnenraum des Einsetzgehäuses 2 der Einsetzeinheiten 1, 6, 12 ist ein Flüssigkeitsweg vorgesehen, durch den durchströmendes Wasser geführt werden kann. In diesem Flüssigkeitsweg ist ein Strahlzerleger 9 beziehungsweise 10 vorgesehen, der eine Mehrzahl von Zerlegeröffnungen 11 beziehungsweise 13 hat, die das durchströmende Wasser in eine Mehrzahl von Einzelstrahlen aufteilen. Dem Strahlzerleger 9, 10 der Einsetzeinheiten 1, 6, 12 ist im Flüssigkeitsweg zumindest eine Gitter- oder Netzstruktur 14, 15 nachgeschaltet, die als Strömungsgleichrichter oder als Homogenisiereinrichtung wirkt und die vom Strahlzerleger kommenden Einzelstrahlen gegebenenfalls nach deren Anreicherung und Durchmischung mit Umgebungsluft zu einem aus dem Einsetzgehäuse 2 austretenden weichen, nicht-spritzenden Gesamtstrahl formen soll. Die Einsetzeinheiten 1, 6, 12 haben zumindest einen den Flüssigkeitsweg zumindest abschnittsweise umgehenden By-Pass-Kanal 16, der zur Erzeugung wenigstens eines beschleunigten Flüssigkeits- oder Reinigungsstrahles bestimmt ist. Dieser By-Pass-Kanal 16 hat dazu zumindest in einem Teilabschnitt einen sich verjüngenden lichten Kanalquerschnitt. In dem aus den Einsetzeinheiten 1, 6, 12 ausströmenden Gesamtstrahl wird somit mit Hilfe des zumindest einen, als Düse ausgebildeten By-Pass-Kanals 16 ein im Vergleich zum Gesamtstrahl beschleunigter Reinigungsstrahl erzeugt, der sich durch eine hohe Reinigungskraft auszeichnet.
Um in dem aus dem Flüssigkeitsweg der Einsetzeinheiten 1, 6, 12 ausströmenden Gesamtstrahl einen harten zentralen Reinigungsstrahl erzeugen zu können, der sich durch seine definierte Position im Strahlquerschnitt leicht auffinden lässt, ist der By-Pass-Kanal 16 etwa koaxial zur Längsmittelachse des Einsetzgehäuses 2 der Einsetzeinheiten 1, 6, 12 angeordnet. Die an der abströmseitigen Stirnfläche des Einsetzgehäuses 2 vorgesehene Gitterstruktur 14, die hier einstückig an das Einsetzgehäuse 2 angeformt ist, weist wabenzellenförmige Gitteröffnungen 17 auf, die zwar aufgrund der Längserstreckung der diese Gitterstruktur 14 bildenden Stege das durchströmende Wasser gut führen und formen können, jedoch diesem Wasserstrom nur einen geringen Widerstand entgegensetzen. In das Einsetzgehäuse 2 der Einsetzeinheiten 1, 6, 12 sind ringförmige Einsetzteile 28 eingesetzt, die eine im Flüssigkeitsweg zwischengeschaltete Gitter- oder Netzstruktur 15 aufweisen. Die Einsetzteile 28 der hier dargestellten Einsetzeinheiten 1, 6, 12 weisen dazu eine spinnennetzartige Struktur aus konzentrischen Stegen auf, die sich an Kreuzungsknoten mit radialen Stegen kreuzen. Die in den Einsetzteilen 18 ausgebildeten Gitter- oder Netzstrukturen 15 begünstigen eine gute Durchmischung des durchströmenden Wassers mit der in den Gehäuseinnenraum des Einsetzgehäuses 2 angesaugten Umgebungsluft.
Der im Flüssigkeitsweg der Einsetzeinheiten 1, 6, 12 geführte Wasserstrom wird in den Zerlegeröffnungen 11, 13 der Strahlzerleger 9, 10 in Einzelstrahlen aufgeteilt, wobei diese Einzelstrahlen eine Geschwindigkeitserhöhung erfahren, die auf der Abströmseite der Strahlzerleger 9, 10 einen Unterdruck erzeugt. Mit Hilfe dieses Unterdrucks wird Umgebungsluft in den Flüssigkeitsweg angesaugt. Die sanitären Einsetzeinheiten 1, 6, 12 weisen dazu zumindest einen Belüftungskanal auf, der im Flüssigkeitsweg unterhalb dem Strahlzerleger 9, 10 mündet. Dieser zumindest eine Belüftungskanal ist hier als eine in der Gehäuseumfangswandung des Einsetzgehäuses 2 vorgesehene Gehäuseöffnung 18 ausgebildet.
Um die pro Zeiteinheit durchströmende Wassermenge auf einen festgelegten Maximalwert zu begrenzen, ist im Einsetzgehäuse 2 zuströmseitig vor dem Strahlzerleger 9, 10 ein Durchflussmengenregler 19 vorgesehen, der das durchströmende Wasser auf eine druckunabhängige maximale Durchflussleistung einregelt. Die in den Einsetzeinheiten 1, 6, 12 verwendeten Durchflussmengenregler 19 weisen einen elastischen ringförmigen Drosselkörper 20 aus elastischem Material auf, der einen Reglerkern 21 umgreift und zwischen sich und einer, an der Außenumfangswandung des Reglerkerns oder einer den Drosselkörper 20 umgebenden Innenumfangswandung vorgesehenen Regelprofilierung 22 einen Steuerspalt begrenzt, welcher Steuerspalt sich unter dem Druck des durchströmenden Wassers derart verändert, dass die Durchflussleistung des Durchflussmengenreglers 20 einen druckunabhängigen Maximalwert nicht übersteigt.
Bei der in den Figuren 12 bis 14 gezeigten Einsetzeinheit 12 weist der By-Pass-Kanal 16 eine zuströmseitige Kanalöffnung auf, die im Flüssigkeitsweg unterhalb einer Teilmenge der Zerlegeröffnungen 11 und insbesondere unterhalb von wenigstens zwei der Zerlegeröffnungen 11 angeordnet ist. Damit im By-Pass-Kanal 16 der Einsetzeinheit 12 ein harter und effektiv reinigender Reinigungsstrahl erzeugt werden kann, ist dieser By-Pass-Kanal 16 so bemessen, dass sein geringster lichter Kanalquerschnitt eine lichte Querschnittsfläche umfasst, die kleiner ist, als die Summe der lichten Querschnittsflächen der in die zuströmseitige Kanalöffnung mündenden Zerlegeröffnungen 11.
Bei den in den Figuren 6 bis 11 und 12 bis 14 abgebildeten Einsetzeinheiten 6, 12 ist die zuströmseitige Kanalöffnung des By-Pass-Kanals 16 jeweils unterhalb dem Durchflussmengenregler 19 angeordnet, so dass der durch den Durchflussmengenregler 19 eingeregelte Maximalwert der Durchflussleistung auch unter Berücksichtigung des Reinigungsstrahles und der dazu durch den By-Pass-Kanal 16 geführten Wassermenge nicht überschritten wird.
Bei den in den Figuren 1 bis 5 und 6 bis 11 gezeigten Einsetzeinheiten 1, 6 durchsetzt der By-Pass-Kanal 16 den Strahlzerleger 9 beziehungsweise 10, - bei der Einsetzeinheit 1 gemäß den Figuren 1 bis 5 durchsetzt der By-Pass-Kanal 16 zusätzlich auch den Durchflussmengenregler 19.
Während der Strahlzerleger 9 der in den Figuren 1 bis 5 und 12 bis 14 gezeigten Einsetzeinheiten 1, 12 als einfache Lochplatte ausgebildet ist, ist der Strahlzerleger 10 der Einsetzeinheit 6 gemäß den Figuren 6 bis 11 als Diffusor ausgestaltet, der eine Prallfläche 23 hat, welche das anströmende Wasser in Richtung zu den Zerlegeröffnungen 13 umlenkt, welche in einer Außenumfangswandung des als Diffusor ausgebildeten Strahlzerlegers 10 vorgesehen sind. In Figur 8 ist erkennbar, dass die Außenumfangswandung des als Diffusor ausgebildeten Strahlzerlegers 10 von einer Ringfläche 24 umgeben ist, und dass zwischen der Außenumfangswandung und dieser Ringfläche 24 ein Ringspalt vorgesehen ist, der sich in Durchströmrichtung des Wassers zumindest abschnittsweise verjüngt. Entsprechend der Bernoullischen Gleichung bildet sich auf der Abströmseite des Ringspalts im Gehäuseinnenraum ein Unterdruck, mit dessen Hilfe Umgebungsluft angesaugt werden kann.
Damit im Leitungsnetz mitgerissene Schmutzpartikel nicht die Funktion der Einsetzeinheiten und ihrer Bestandteile beeinträchtigen können, weisen die Einsetzeinheiten 1, 12 ein Filtersieb 25 auf, das in Zuströmrichtung vor dem Strahlzerleger 9 und gegebenenfalls auch vor dem dazwischengeschalteten Durchflussmengenregler 19 angeordnet ist. Während das Filtersieb 25 der in Figur 12 bis 14 gezeigten Einsetzeinheit 12 sich in Durchströmrichtung etwa kegelförmig erweitert, ist das Filtersieb 25 der Einsetzeinheit 1 trichterförmig ausgebildet, wobei die Trichterform dieses Filtersiebes 25 sich in Richtung zu einer zuströmseitigen Kanalöffnung des zumindest einen, in der Einsetzeinheit 1 vorgesehenen By-Pass-Kanals 16 hin verjüngt.
Um einen lanzenförmigen zentralen Reinigungsstrahl zu erzeugen, verjüngt sich der By-Pass-Kanal 16 der in den Figuren 1 bis 5 und 12 bis 14 gezeigten Einsetzeinheiten 1, 12 in Richtung zu einer zentralen Düsenöffnung hin, welche Düsenöffnung den geringsten lichten Querschnitt des betreffenden By-Pass-Kanals aufweist.
Um erforderlichenfalls auch einen Reinigungsstrahl mit einem vergrößerten Strahlquerschnitt anbieten zu können, verjüngt sich der By-Pass-Kanal 16 in der Einsetzeinheit 6 gemäß den Figuren 6 bis 11 zur Erzeugung eines Ringstrahles in Richtung zu einem Ringspalt hin. Der By-Pass-Kanal 16 der Einsetzeinheit 6 weist dazu einen zylindrischen lichten Querschnitt auf, wobei in diesen By-Pass-Kanal 16 ein sich in Durchströmrichtung zumindest abschnittsweise kegelförmig erweiterndes Kanaleinsetzelement 26 eingesetzt ist, das zwischen seinem Außenumfang und dem Innenumfangswandung des By-Pass-Kanals 16 den Ringspalt begrenzt.
Der Ringspalt oder die Düsenöffnung des in den Einsetzeinheiten 1, 6, 12 vorgesehenen By-Pass-Kanals 16 bildet eine abströmseitige Kanalöffnung. Diese abströmseitige Kanalöffnung ist bei den Einsetzeinheiten 6, 12 etwa in einer abströmseitigen Stirnebene des Einsetzgehäuses 2 angeordnet. Obwohl die in den Einsetzeinheiten 1, 6, 12 vorgeschalteten Durchflussmengenregler 19 den aus dem Flüssigkeitsweg austretenden Wasserstrahl stark abschwächen können, wird in den Einsetzeinheiten 1, 6, 12 zusätzlich ein demgegenüber harter Reinigungsstrahl bereitgestellt, der dennoch ein effektives Reinigen von verschmutzen Händen, Zahnbürsten, Rasierern oder anderen Gegenständen ermöglicht. Dabei wird eine Teilmenge des zu den Einsetzeinheiten 1, 6, 12 anströmenden Wassers in dem zumindest einen By-Pass-Kanal 16 aufgefangen, dort gebündelt und anschließend durch eine als Ringspalt oder als Loch ausgeführte Düsenöffnung geführt. In dem als Düse ausgebildeten By-Pass-Kanal 16 entsteht der gebündelte, verhältnismäßig hart austretende Reinigungsstrahl, der stark genug ist, um auch einen verschmutzten Gegenstand besser reinigen zu können. Erforderlichenfalls kann die durch den By-Pass-Kanal 16 geführte Wassermenge durch den im Einsetzgehäuse 2 vorgeschalteten Durchflussmengenregler 19 mitgeregelt werden. Der durch den Flüssigkeitsweg geführte Wasserstrom, der nicht in dem düsenartig ausgebildeten By-Pass-Kanal 16 aufgefangen wird, durchläuft, wie bei einem gewöhnlichen Strahlregler oder Strahlbelüfter, zunächst den Strahlzerleger 9, 10 und anschließend die dem Strahlzerleger 9, 10 nachgeordneten Gitter- oder Netzstrukturen 14, 15 die als Strömungsgleichrichter oder auch als Homogenisiereinrichtung dienen. Der in den Einsetzeinheiten 1, 6, 12 mittig angeordnete gebündelte, scharfe Reinigungsstrahl wird von dem aus dem Flüssigkeitsweg ausströmenden weichen Gesamtstrahl umfangsseitig umhüllt, so dass der Reinigungsstrahl praktisch nicht sichtbar ist. Dem Anwender wird der Eindruck vermittelt, einen gewöhnlichen Wasserstrahl vor sich zu haben, mit dem aber bei Bedarf auch eine ausreichende Reinigungswirkung erzielt werden kann.

Bezugszeichenliste

1: Sanitäre Einsetzeinheit (gemäß den Figuren 1 bis 5)
2: Einsetzgehäuse
3: Wasserauslauf
4: Auslaufmundstück
5: Ringflansch
6: sanitäre Einsetzeinheit (gemäß den Figuren 6 bis 11)
7: Auflager
8: Gewinde
9: Strahlzerleger (in den Einsetzeinheiten 1, 12)
10: Strahlzerleger (in der Einsetzeinheit 6)
11: Zerlegeröffnungen (im Strahlzerleger 9)
12: sanitäre Einsetzeinheit (gemäß den Figuren 12 bis 14)
13: Zerlegeröffnungen (im Strahlzerleger 10)
14: Gitterstruktur
15: Netzstruktur
16: By-Pass-Kanal
17: wabenzellenförmige Gitteröffnungen (der Gitterstruktur 14)
18: Gehäuseöffnung
19: Durchflussmengenregler
20: Drosselkörper aus elastischem Material
21: Reglerkern
22: Regelprofilierung
23: Prallfläche
24: Ringfläche
25: Filtersieb
26: Kanaleinsatzelement (der Einsetzeinheit 6)
27: Gegengewinde
28: Einsetzteil
29: Dichtring

Claims

Sanitäre Einsetzeinheit (1, 6, 12) mit einem Einsetzgehäuse (2), das an einem oder in einem Wasserauslauf (3) einer sanitären Auslaufarmatur montierbar ist und in dessen Gehäuseinnenraum ein Flüssigkeitsweg vorgesehen ist, welcher bei Gebrauch durch den Gehäuseinnenraum strömendes Wasser führt, wobei in dem Flüssigkeitsweg ein Strahlzerleger (9, 10) mit einer Mehrzahl von Zerlegeröffnungen (11, 13) vorgesehen ist, die das durchströmende Wasser in eine Mehrzahl von Einzelstrahlen aufteilen und mit zumindest einer, dem Strahlzerleger (9, 10) im Flüssigkeitsweg nachfolgenden Gitter- oder Netzstruktur (14, 15), und wobei zumindest ein den Flüssigkeitsweg zumindest abschnittsweise umgehender By-Pass-Kanal (16) vorgesehen ist, wobei der By-Pass-Kanal (16) als Düse ausgebildet ist, zur Erzeugung wenigstens eines beschleunigten Flüssigkeitsstrahles, und wobei der zumindest eine By-Pass-Kanal (16) dazu zumindest in einem Teilabschnitt einen sich verjüngenden lichten Kanalquerschnitt hat, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine By-Pass-Kanal (16) sich wenigstens in zumindest einem konischen Teilabschnitt in Richtung zu seiner abströmseitigen Kanalöffnung hin verjüngt oder verengt, und dass der By-Pass-Kanal (16) den Strahlzerleger (9, 10) durchsetzt.
Sanitäre Einsetzeinheit (1, 6, 12) nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Einsetzgehäuse (2) zuströmseitig vor dem Strahlzerleger (9, 10) ein Durchflussmengenregler (19) vorgesehen ist, der das durchströmende Wasser auf eine druckunabhängige maximale Durchflussleistung einregelt und dass der Durchflussmengenregler (19) zuströmseitig vor dem Strahlzerleger (9, 10) und auch vor einer zuströmseitigen Kanalöffnung des By-Pass-Kanals (16) angeordnet ist.
Sanitäre Einsetzeinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine By-Pass-Kanal (16) eine zuströmseitige Kanalöffnung hat, die im Flüssigkeitsweg unterhalb zumindest einer der Zerlegeröffnungen (11) und insbesondere unterhalb von zumindest zwei der Zerlegeröffnungen (11) angeordnet ist.
Sanitäre Einsetzeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der geringste lichte Kanalquerschnitt des zumindest einen By-Pass-Kanals (16) eine lichte Querschnittsfläche umfasst, die kleiner ist, als die Querschnittsfläche der in die zuströmseitige Kanalöffnung mündenden Zerlegeröffnung (11) oder als die Summe der lichten Querschnittsflächen der in die zuströmseitige Kanalöffnung mündenden Zerlegeröffnungen (11).
Sanitäre Einsetzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlzerleger (9) als Lochplatte ausgebildet ist.
Sanitäre Einsetzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlzerleger (10) als Diffusor ausgebildet ist, der eine Prallfläche (23) hat, welcher das bei Gebrauch anströmende Wasser in Richtung zu Zerlegeröffnungen (13) umlenkt, welche in einer Außenumfangswandung des Diffusors vorgesehen sind.
Sanitäre Einsetzeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenumfangswandung des Diffusors von einer Ringfläche (24) umgeben ist, und dass zwischen der Außenumfangswandung und der Ringfläche (24) ein Ringspalt vorgesehen ist, der sich in Durchströmrichtung des Wassers zumindest abschnittsweise verjüngt.
Sanitäre Einsetzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussmengenregler (19) zuströmseitig vor dem Strahlzerleger (9, 10) und gegebenenfalls auch vor der/einer zuströmseitigen Kanalöffnung des By-Pass-Kanals (16) angeordnet ist.
Sanitäre Einsetzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsetzeinheit ein Filtersieb (25) hat, welches Filtersieb (25) in Zuströmrichtung vor dem Strahlzerleger (9) und gegebenenfalls vor dem dazwischengeschalteten Durchflussmengenregler (19) angeordnet ist.
Sanitäre Einsetzeinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die/eine zuströmseitige Kanalöffnung des By-Pass-Kanals (16) in Zuströmrichtung unmittelbar unterhalb des Filtersiebs (25) angeordnet ist.
Sanitäre Einsetzeinheit nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtersieb (25) sich zumindest in einem Teilabschnitt in Durchströmrichtung vorzugsweise kegelförmig erweitert.
Sanitäre Einsetzeinheit nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtersieb (25) eine trichterförmige Form hat, und dass die Trichterform des Filtersiebes (25) sich in Richtung zu einer zuströmseitigen Kanalöffnung des zumindest einen By-Pass-Kanals (16) hin verjüngt.
Sanitäre Einsetzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der By-Pass-Kanal (16) etwa koaxial zur Längsmittelachse des Einsetzgehäuses (2) angeordnet ist.
Sanitäre Einsetzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der By-Pass-Kanal (16) sich zur Erzeugung eines Wasserstrahles in Richtung zu einer vorzugsweise zentralen Düsenöffnung hin verjüngt, welche Düsenöffnung den geringsten lichten Querschnitt des By-Pass-Kanals (16) aufweist.
Sanitäre Einsetzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der By-Pass-Kanal (16) sich zur Erzeugung eines Ringstrahles in Richtung zu einem Ringspalt hin verjüngt.
Sanitäre Einsetzeinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der By-Pass-Kanal (16) einen zylindrischen lichten Querschnitt hat und dass in den By-Pass-Kanal (16) ein sich in Durchströmrichtung zumindest abschnittsweise verjüngendes Einsetzteil (26) eingesetzt ist, das zwischen seinem Außenumfang und der Innenumfangswandung des By-Pass-Kanals (16) den Ringspalt begrenzt.
Sanitäre Einsetzeinheit nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt oder die Düsenöffnung eine abströmseitige Kanalöffnung des By-Pass-Kanals (16) bilden.
Sanitäre Einsetzeinheit (6, 12) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die abströmseitige Kanalöffnung des By-Pass-Kanals (16) etwa in einer abströmseitigen Stirnebene des Einsetzgehäuses (2) angeordnet ist.
Sanitäre Einsetzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass an der/einer abströmseitigen Stirnfläche des Einsetzgehäuses (2) eine Gitterstruktur (14) vorgesehen ist mit etwa wabenzellenförmigen Gitteröffnungen (17).
Sanitäre Einsetzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in das Einsetzgehäuse zumindest ein vorzugsweise ringförmiges Einsetzteil (28) eingesetzt ist, das eine im Flüssigkeitsweg zwischengeschaltete Gitter- oder Netzstruktur (15) aufweist.
Sanitäre Einsetzeinheit nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsetzteile (28) im Flüssigkeitsweg unterhalb des Strahlzerlegers (9, 10) angeordnet sind.
Sanitäre Einsetzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die sanitäre Einsetzeinheit zumindest einen Belüftungskanal hat, der im Flüssigkeitsweg vorzugsweise unterhalb dem Strahlzerleger (9, 10) mündet.
Sanitäre Einsetzeinheit nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Belüftungskanal als eine, in einer Gehäuseumfangswandung des Einsetzgehäuses (2) vorgesehene Gehäuseöffnung (18) ausgebildet ist.