FI82298B

FI82298B - SANITAER BLANDARMATUR.

Info

Publication number: FI82298B
Application number: FI862072A
Authority: FI
Inventors: Peter Kauschka; Hans-Josef Sturm; Winfried Gramatte
Original assignee: Knebel & Roettger Fa
Priority date: 1985-05-23
Filing date: 1986-05-19
Publication date: 1990-10-31
Also published as: FR2582418A1; FR2582418B1; DK238686D0; DK162794C; IT8620518A1; DE3518644A1; IT8620518A0; IE860745L; DK238686A; NL8601310A; FI82298C; FI862072A; FI862072A0; DK162794B; BE904792A; IE58359B1; IT1188686B; DE3518644C2

Description

1 822981 82298

Saniteettisekoitusarmatuuri. - Sanitär blandarmatur.Saniteettisekoitusarmatuuri. - Sanitary ware.

Keksinnön kohteena on saniteettisekoitusarmatuuri, jossa on sekä lämpimän että kylmän veden tulovirtausventtiili ja sekoitetun veden ulosvirtauskohta, jossa sekoitetun veden sekoitus-lämpötila ja virtaama ovat etukäteen valittavissa, jolloin kummassakin venttiilissä on sähkömekaanisesti, sähkömagneetti-sesti tai hydraulisesti ohjattavat säätöelimet, jotka toimivat venttiilien avaamiseksi, venttiilit ovat suljettavissa energian varaajan avulla ei-aktivoitujen säätöelinten siirtyessä alku-asentoihinsa, lämpötilan mittausta varten on ainakin yksi sekoituskammioon, sopivimmin sekoituskammion ulosvirtausaukkoon sijoitettu lämpötilan tuntoelin, molempien venttiilien avautu-miskulmasuhteen säätämistä varten on säätöpiiri, jonka avulla sekoitetun veden tosilämpötilan ja ennakolta valitun määräläm-pötilan vertaamisen jälkeen ovat molempia säätöelimiä varten tarkoitetut asetusarvot johdettavissa säätöelementin kautta.The invention relates to a sanitary mixing valve with both a hot and cold water inlet valve and a mixed water outlet point, where the mixed water mixing temperature and flow are preselectable, each valve having electromechanically, electromagnetically or hydraulically controlled control means for operating the valves. can be closed by means of an energy accumulator when the non-activated control elements return to their initial positions, there is at least one temperature sensor for measuring the temperature, preferably a temperature sensor located in the mixing chamber outlet, both valves for after comparison, the setpoints for both control elements can be derived via the control element.

Tekniikan tasosta tunnettujen (DE 3030765, DE 3146501), puhtaasti proportionaalisesti toimivien säätölaitteiden epäkohtana on erityisesti se, että tosilämpötila-arvon hitaita muutoksia ei säädellä, koska esiintyvä virhesignaali myös on pienestä erosta johtuen erittäin pieni. Tällaiset hitaat lämpöti-lanmuutokset voivat esiintyä sekoitusarmatuureissa, esimerkiksi tulevan veden lämpötilan hitaasta laskemisesta tai kohoamisesta johtuen tai hitaasta venttiililohkon metallisten osien lämpenemisestä tai jäähtymisestä johtuen. Tällöin muodostuu pysyvä säätöpoikkeama ja tarkka lämpötilan säätö estyy. Toinen epäkohta on siinä, että lämpötilan tosiarvon nopeat muutokset eivät tule säädetyiksi ja voivat johtaa säätöheilahduksiin. Kotitalouksissa voi läpivirtauslämmittimien käytön vuoksi aiheutua voimakkaita paineiskuja johtojärjestelmään. Tämän seurauksena voi sekoitusventtiilin tosilämpötila samassa määrin heilahdella. Säätöjärjestelmän hitauden vuoksi voidaan tällaisiin paine-iskuihin vaikuttaa vasta tietyn viiveen jälkeen. Tällöin 2 82298 kuitenkin painehäiriö voi jo olla poistunut. Seurauksena on ylisäätö, toisin sanoen säätölaite vahvistaa tässä tapauksessa painehäiriön vaikutusta eikä suinkaan poista sitä.A disadvantage of the purely proportional control devices known from the prior art (DE 3030765, DE 3146501) is in particular that slow changes in the actual temperature value are not controlled, because the error signal present is also very small due to a small difference. Such slow temperature changes can occur in mixing fittings, for example due to a slow drop or rise in the temperature of the incoming water or due to a slow heating or cooling of the metal parts of the valve block. This results in a permanent control deviation and prevents precise temperature control. Another drawback is that rapid changes in the actual temperature value do not become controlled and can lead to control fluctuations. In households, the use of flow heaters can cause severe pressure shocks to the piping system. As a result, the actual temperature of the mixing valve can fluctuate to the same extent. Due to the slowness of the control system, such pressure shocks can only be affected after a certain delay. In this case, however, 2 82298 the pressure fault may have already disappeared. The result is an over-control, i.e. in this case the control device amplifies the effect of the pressure fault and by no means eliminates it.

Näiden epäkohtien poistamiseksi keksinnön mukainen sekoitusar-matuuri on tunnettu siitä, että virtaaman pitämiseksi vakiona on yksi asetusarvoista johdettavissa vähennyslaskulaitteen avulla ennakolta valittuun virtaamaan nähden verrannollisesta arvosta, ja että säätöelementiksi on järjestetty PID-säädin.In order to eliminate these drawbacks, the mixing valve according to the invention is characterized in that one of the setpoints can be derived from a value proportional to the preselected flow by means of a subtraction device in order to keep the flow constant, and a PID controller is arranged as a control element.

Keksinnön mukaista saniteettisekoitusarmatuuria käyttämällä on aikaansaatavissa toisaalta haettu suhteellisen tarkka ja nopea lämpötilan ja virtaaman säätö sekä toisaalta se on energian syöttöjärjestelmistä sikäli riippumaton, että esim. sähköhäiriön sattuessa venttiilit sulkeutuvat nopeasti. Tällä tavoin saadaan oleellisesti estetyksi se, että pesualtaan tai kylpyammeen vesi pääsisi valumaan yli reunojen, sekä myös se, että tämän keksinnön mukaista saniteettisekoitusarmatuuria käyttävä henkilö voisi saada kuuman veden aiheuttamia palovammoja.By using the sanitary mixing fitting according to the invention, on the one hand, relatively accurate and fast temperature and flow control can be achieved and, on the other hand, it is independent of the energy supply systems in that, for example, in the event of an electrical fault, the valves close quickly. In this way, it is substantially prevented that water from the sink or bathtub could run over the edges, as well as that a person using the sanitary mixer according to the present invention could suffer burns caused by hot water.

Keksinnön mukaan saadaan virtaaman määrityksen perusteella ja sekoitetun veden yksinkertaisen lämpötilanmittauksen avulla kylmän ja lämpimän veden venttiilit avautumaan ja sulkeutumaan sähkömekaanisesti. Sekoitetun veden virtaama pysyy tällä tavoin vakiona.According to the invention, on the basis of the determination of the flow and by means of a simple temperature measurement of the mixed water, the valves of the cold and hot water can be opened and closed electromechanically. The flow of mixed water in this way remains constant.

Lämpötilan mittaus suoritetaan sekoituskammioon sijoitetun tuntoelimen avulla. Edullisesti lämpötilan mittauskohta on sekoi-tuskammion ulosvirtauspään kohdalla, jotta veden virtauksen satunnaisuuksista eli pyörteisyydestä aiheutuvat epätarkkuudet saataisiin eliminoiduksi.The temperature is measured by means of a sensor located in the mixing chamber. Preferably, the temperature measuring point is at the outflow end of the mixing chamber in order to eliminate inaccuracies caused by the randomness of the water flow, i.e. the turbulence.

Molempia venttiilejä varten tarkoitetut säätöelimet voivat olla sähkömoottoreita, kuten askelkytkinmoottoreita, tasavirta- tai vaihtovirtamoottoreita, taikka voidaan käyttää magneettivent- 3 82298 tiileltä, jotka mahdollistavat venttiilien avauspoikkipinnan analogisen säädön. Myös sellaisia magneettiventtiileitä, joita käytetään säädettävän sykäys-tauko-suhteen välityksellä, joten tällä tavoin tulee mahdolliseksi valeanaloginen eli kvasianalo-ginen käyttötapa, taikka tähän tarkoitukseen voidaan käyttää myös hydrauliikkalaitteita. Venttiilien sulkemista varten voidaan käyttää myös ns. energian varaajia, kuten kierrejousia, kuten myös sähkömekaanisia varaajia, kuten akkumulaattoreita, kondensaattoreita taikka sähkömagneetteja, joiden vaikutuksesta ei-toimivaksi tullut asetuselin siirtyy takaisin alkuasentoonsa. Asetuselinten käyttöenergian saannin katketessa tai keskeytyessä tulevat molempien venttiilien säätöelimet pakko-ohjatus-ti siirtymään sulkuasentoihinsa niihin kytketyn energian varaajan vaikutuksesta. Ihon polttamisen estämiseksi sulkeutuu läm-minvesiventtiili nopeammin, esimerkiksi siten, että lämminvesi-venttiilin energian varaajan palautusenergia on suurempi kuin kylmäventtiilin energian palautusenergia.The control elements for both valves can be electric motors, such as stepper motors, DC or AC motors, or can be operated from a solenoid valve, which allows analog control of the opening cross-section of the valves. Also solenoid valves which are operated by means of an adjustable pulsation-pause ratio, so that a false-analog or quasi-analogous mode of operation is possible in this way, or hydraulic devices can also be used for this purpose. For closing the valves, the so-called energy accumulators, such as coil springs, as well as electromechanical accumulators, such as accumulators, capacitors or electromagnets, as a result of which the setting member which has become inoperative returns to its initial position. When the supply energy of the setting members is interrupted or interrupted, the control elements of both valves are forced to move to their closed positions by the energy accumulator connected to them. To prevent burning of the skin, the hot water valve closes more quickly, for example so that the recovery energy of the hot water valve energy accumulator is higher than the energy recovery energy of the cold valve.

Keksintöä selostetaan lähemmin seuraavassa ja oheisissa piirustuksissa.The invention is described in more detail in the following and accompanying drawings.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen saniteettisekoitusarmatuurin erästä suoritusmuotoa.Figure 1 shows an embodiment of a sanitary mixing fitting according to the invention.

Kuvio 2 esittää asetusarvon johtamista venttiilien ohjaamiseksi.Figure 2 shows the setpoint derivation for controlling the valves.

Kuviossa l esitetyssä saniteettisekoitusarmatuurin eräässä suoritusmuodossa on venttiilit 1 ja 2 kylmän ja kuuman veden tulo-kohtia 3 ja 4 varten. Venttiilit 1 ja 2 ovat valmistetut käyttämällä kahta päällekkäin tai vierekkäin sijaitsevaa keramiik-kalevyä 1, 1' ja 2, 2*. Tällaisia kiertolevyventtiilejä on selostettu esim. julkaisussa DE-OS 3 041 979. Venttiilejä 1 ja 2 tai venttiililevyjä käytetään esim. vastaavasti sähkömoottoreilla 5 ja 6.One embodiment of the sanitary mixing fitting shown in Figure 1 has valves 1 and 2 for cold and hot water inlets 3 and 4. Valves 1 and 2 are made using two superimposed or adjacent ceramic plates 1, 1 'and 2, 2 *. Such rotary valve valves are described, for example, in DE-OS 3,041,979. Valves 1 and 2 or valve plates are used, for example, in electric motors 5 and 6, respectively.

4 822984 82298

Kuminankin venttiilin 1 ja 2 sulkeminen saadaan aikaan tällöin kierrejousella 7 ja vastaavasti 8, joka siirtää takaisin paikalleen epäaktiivisessa tilassa olevan asetuselimen 5 tai 6.Closing of the rubber valves 1 and 2 is then effected by means of a coil spring 7 and 8, respectively, which displaces the setting member 5 or 6 in the inactive state.

Laite on varustettu venttiilin ulosvirtauskohtiin sijoitetulla sekoituskammiolla 9, jonka poissyöttökohta on varustettu ainakin yhdellä lämpötilan tuntoelimellä 10.The device is provided with a mixing chamber 9 located at the outflow points of the valve, the outlet point of which is provided with at least one temperature sensor 10.

Olennaista on tämän keksinnön mukaiselle laitteelle se, että kumpikin venttiili l ja 2 on varustettu moottorilla 5 ja 6, jolloin asetettua määrälämpötilaa säädetään sekoitusveden virtaaman arvon pitämiseksi vakiona säätämällä kulloinkin molempien venttiilien avauskulman suhdetta.It is essential for the device according to the present invention that both valves 1 and 2 are provided with motors 5 and 6, the set temperature being adjusted to keep the value of the mixing water flow constant by adjusting the ratio of the opening angles of both valves.

Jos sekoituskammion 9 poissyöttökohdalla mitattu tosilämpötila on esim. liian suuri, tapahtuu keksinnön mukaan kuumavesivent-tiilin sulkeutumista, mutta samanaikaisesti myös kylmävesivent-tiilin avautumista. Kulloistakin asetusarvoa säädetään elektroniikalla.If, for example, the actual temperature measured at the outlet of the mixing chamber 9 is too high, the hot water valve closes according to the invention, but at the same time the cold water valve opens. The current setpoint is adjusted with electronics.

Kuviossa 2 esitetyn kytkentäkaavion mukaan asetusarvon säätämiseksi verrataan sekoituskammiossa 9 mitattua tosilämpötilaa tisT ja kohdassa 11 asetettua määrälämpötilaa tsoLL laskinlait-teessa 12 toisiinsa. PID-säätimen 13 välityksellä tulee säätö-poikkeamasta muodostetuksi asetusarvo<xa venttiilin 1 säätämiseksi. Asetusarvc <*,, lähtee asetusarvosta <*i ja kokonaisvirtaa-maan Qges suhteellisesta asetussignaalista otg»» vähennyslaskulla (ot^es - ai) saatuna vähennyslaskulaitteen 14 menopäästä.According to the circuit diagram shown in Fig. 2, in order to adjust the set value, the actual temperature tisT measured in the mixing chamber 9 and the set temperature tsoLL set in point 11 in the calculator 12 are compared with each other. By means of the PID controller 13, a set value <xa is formed from the control deviation to control the valve 1. The setpoint <* ,, starts from the setpoint <* i and the relative setpoint signal Qg of the total current Qges obtained by subtraction (ot ^ es - ai) from the output end of the subtraction calculator 14.

Kylmän ja lämpimän veden virtaamat eivät tunnetusti riipu ainoastaan venttiilien avauskulmista vaan myös tulovirtauspaineen ja lepopaineen välisestä erosta venttiilien ulosvirtauskohdil-la. Keksinnön mukaisen sekoitusarmatuurin toteutuksessa on lähdetty siitä, että tulopaineet pysyvät ajoittain vakioina. Paineiden absoluuttiset suuruudet otetaan huomioon säädettävien 5 82298 tekijöiden välityksellä erikseen lämpimän ja kylmän veden haaroja ax ja a3 varten.It is known that the flows of cold and hot water depend not only on the opening angles of the valves but also on the difference between the inlet flow pressure and the rest pressure at the outflow points of the valves. In the implementation of the mixing fitting according to the invention, it has been assumed that the inlet pressures remain constant from time to time. The absolute values of the pressures are taken into account by means of adjustable factors 5 82298 separately for the hot and cold water branches ax and a3.

Claims

6 82298

A sanitary mixing valve with both hot and cold water inlet flow valve (1, 2) and a mixed water outlet, wherein the mixed water mixing temperature and flow are preselectable, each valve (1, 2) having electromechanically, electromagnetically or hydraulically controlled (5) , 6) operating to open the valves (1, 2), the valves (1, 2) can be closed by means of the energy accumulator (7, 8) when the non-activated control elements (5, 6) return to their initial positions, there is at least one a temperature sensor (10) placed in the mixing chamber (9), preferably in the outflow opening of the mixing chamber (9), for adjusting the opening angle ratio of both valves (1, 2) there is a control circuit (12, 13, 14) after comparing the status, the setpoints for both control elements (5, 6) are conductor via a control element (13), characterized in that one of the setpoints can be derived from a value proportional to the preselected flow by means of a subtraction device (14) in order to keep the flow constant, and that a PID controller (13) is arranged as the control element.

Sanitary mixing fitting according to Claim 1, characterized in that the energy accumulators are spring elements, preferably coil springs (7, 8).

Sanitary mixer according to Claim 1, characterized in that the energy accumulators are electrical accumulators, such as accumulators, capacitors or induction accumulators.

Sanitary mixing fitting according to one of Claims 1 to 3, characterized in that when the control elements (5, 6) 1 82298 stop or are interrupted, the energy accumulators (7, 8) cause both valves (1, 2) to be forcibly closed to the closed position.

Sanitary mixing fitting according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the hot water inlet valve can be closed more quickly than the cold water inlet valve.

Sanitary mixing fitting according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the valves (1, 2) are closed by means of control elements (5, 6) and only the forced closing of the valves (1, 2) is effected by means of energy accumulators (7, 8). through. 8 82298