FI86468B - Med ljuddaempningsspringor och bett i foertillslutningsoeppningarna foersedd kranventil. - Google Patents

Description

1 86468 Äänenvaimennusraoilla ja esisuljenta-aukoissa olevilla siivillä varustettu hanaventtiili

Keksinnön kohteena on hanaventtiili, joka käsittää 5 kiinteän venttiililevyn, jossa on ainakin yksi ainakin yhden syöttölinjan kanssa yhteydessä oleva virtausaukko; liikkuvan venttiililevyn asennettuna liukuvasti kiinteään venttiili-istukkalaitteeseen mainitun ainakin yhden vir-tausaukon valikoiduksi sulkemiseksi tai avaamiseksi; luis-10 tielimen, joka on kiinnitetty liikkuvaan venttiililevyyn ja joka sisältää mainitun ainakin yhden virtausaukon kanssa yhteydessä olevan ontelon, kun venttiililevy on asetettu avaamaan mainittu ainakin yksi virtausaukko, ja ontelon ensimmäisen poistoaukon; säätölaitteen luistielimen lii-15 kuttamista varten; ja ohjauselimen luistielimen ohjausta varten, jossa ohjauselimessä on luistielimen ensimmäisen poistoaukon kanssa yhteydessä olevan ikkuna.

Sekoitusventtiilejä käytetään yleisesti kotitalouksissa ja saniteettitarkoituksiin syöttöputkista tulevan 20 kylmän ja kuuman veden johtamista varten. Nämä sekoitus-venttiilit käsittävät tavallisesti kiinteän venttiililevyn tehtynä jostain kovasta materiaalista, kuten keraamisesta aineesta tai muovista, ja sisältäen molempien syöttöputki-en kanssa yhteydessä olevat aukot, ohjausmekanismin sekä !*". 25 siihen toimivalla tavalla liitetyn luistin, luistin yläpuolelle asetetun ohjaustenkaan, poistoaukon yhteydessä olevan luistia ympäröivän tilan ja kovasta materiaalista tehdyn liikkuvan venttiililevyn kiinnitettynä luistiin ja sisältäen aukot, jotka voidaan kohdistaa valikoidulla ta-30 valla kiinteän levyn aukkojen suhteen molempien syöttöput-kien kautta kulkevan nestevirtauksen ja nesteiden seossuh-teiden säätämistä varten. Eräs tällainen venttiili on esi-tetty US-patenttijulkaisussa 4 325 403, hakijana Uhlmann, 20. huhtikuuta 1982, ja siihen viitataan tämän selostuksen 35 yhteydessä.

2 86468

Joissakin tapauksissa näitä sekoitusventtiilejä vaivaa niiden meluisuuteen liittyvä erikoisongelma. Melua esiintyy, kun virtaava neste kulkee erittäin ahtaissa paikoissa. Tällaisissa tapauksissa kovametallista tehtyjen 5 levyjen terävien reunojen johdosta kuristunut nestevirtaus saavuttaa käytännössä suuren nopeuden ja voi synnyttämien-sä tärinävaikutusten johdosta aiheuttaa kavitaatioita joko suoranaisesti tai nestevirtauksen törmäämisen johdosta hanapintoihin.

10 Toisaalta tunnettujen esisuljentalaitteiden käyttö tekee rakenteesta monimutkaisemman ja voi aiheuttaa hanan syöttämän vesivirtauksen liiallisen supistumisen. Joissakin tapauksissä hanan toimintaa voidaan parantaa asettamalla metalliverkkoja, kuten seuloja, sopiviin kohtiin, 15 esimerkiksi luistin sisäpuolelle. Tällaisten seulojen tehokkuus on kuitenkin rajoitettu, ne vähentävät veden virtausta ja lisäksi ne helposti tukkeutuvat, mikä yhä supistaa veden virtausta.

Tarvitaan siis erikoisrakenne edelläselostetun 20 tyyppisen hanaventtiilin aiheuttaman melun vähentämiseksi muodostamalla esisuljentayksikkö, jonka avulla virtausta voidaan valvoa ja lieventää sen tärinävaikutuksia sen virratessa erittäin ahtaassa tilassa vaikuttamatta huomattavammin hanan toimintaan normaalien virtausten yhteydessä. 25 Tällaiset edulliset ominaisuudet sisältävä rakenne • siis tarvitaan, ja se on voitava valmistaa teollisesti ilman tuotantokustannuksien huomattavampaa lisäystä.

Tämän rakenteen on mainittujen teknisten etujensa • lisäksi pystyttävä myös tuntuvasti lisäämään veden maksi- 30 mivirtausta hanassa.

Kuvattuihin päämääriin päästään keksinnön mukaisel-.·. : la hanaventtiilillä, jolle on tunnusomaista, että ikkunas- sa on rako-osa, jossa on riittävän lähelle toisiaan asetettuja vuorottelevia siipiä ja rakoja melun vaimentami- 35 seksi nesteen virratessa niiden kautta, näiden siipien ja 3 86468 rakojen ollessa asetettuina valikoivan pidätyksen alaisiksi luistielimen avulla tullakseen oleellisesti suljetuksi luistielimellä tämän ulkopuolella olevasta poistotilasta käsin, kun luistielin on asetettuna liikuttamaan venttii-5 lilevyä pääasiassa mainitun ainakin yhden virtausaukon sulkemista varten; luistielimessä on toinen, raoilla varustetun poistoaukon vastakkaisella puolella oleva ja oh-jauselintä kohti asetettu poistoaukko, ohjauselimen sisältäessä kehällä olevan loven, joka on valikoivassa yhtey-10 dessä mainitun toisen poistoaukon kanssa, kun luistielin on asetettuna pääasiassa avaamaan mainittu ainakin yksi virtausaukko.

Liikkuvan levyn aukoista ulosvirtaavat nesteet kulkevat luistielimen onton osan kautta sekoittuen siinä ja 15 sen jälkeen ulos luistielimestä sen poistoaukon kautta kohti ohjauselimen rakoja ja siipiä. Virtaus suuntautuu rakojen läpi ja kääntyy 180° kohti aluetta luistielimen ympärillä ja sen jälkeen kohti poistoaukkoliitäntää. Ohjauselimen ohuet siivet jakavat virtauksen osiin, säätele-20 vät ja vaimentavat sitä kaikissa virtausolosuhteissa. Kun luistielintä siirretään kohti sulkuasentoa, peittää luisti osittain tai kokonaan nämä ohjauselimen siivet ja raot estäen siten suurimmaksi osaksi yhteyden luistielimen ympärillä olevaan alueeseen. Siten sekoitusvirtaus voidaan 25 supistaa erittäin kapean tiehyen avulla, joka muodostuu • ohjauselimen ja luistielimen ympärillä olevan alueen vä- ·.' liin. Tämä ohut tiehyt voidaan mahdollisesti muodostaa '...· myös pelkästään luistielimen ja ohjauselimen välisen vä- '-· lyksen avulla vähentäen siten tehokkaasti virtausta ja : 30 tärinävaikutuksia.

Ohjauselimen alapuolella olevan luistielimen esi-.·. : suljennan tarkoituksena on muodostaa vastapaine alueelle, jossa supistettu virtaus kohtaa kovasta materiaalista tehtyjen levyjen terävät reunat. Tämä vastapaine vaimentaa • · 35 tehokkaasti melua ja vähentää kavitaatiota tai muuta pyör- teisyyttä.

4 86468

Toisaalta suurien syöttömäärien yhteydessä vähenee luistielimen ontosta osasta tulevan virtauksen määrä huomattavasti suunnanmuutoksen aikana. Nestevirtaus muuttaa suuntaa suhteellisen laajalla kavitaatioalueella ohjaus-5 elimen sisällä. Siirrettäessä luistielintä kohti täysin avointa asentoa eivät luistielimen poistoaukossa olevat siivet estä huomattavammin hanan kautta kulkevaa virtausta, koska luistielimen ympärillä olevalle alueelle avautuvien peittämättömien rakojen kokonaispoikkipinta-ala li-10 sääntyy suuresti vaihtamalla kapea tiehyt suhteellisen rajoittamattomaan tiehyeeseen.

Jos kuitenkin maksimivirtausta on tarpeen lisätä, voidaan luistielimeen muodostaa toinen poistoaukko ohjaus-renkaan siipisivua vastapäätä olevan sivun alapuolelle. 15 Tämä toinen poistoaukko kohdistetaan valikoivasti ohjaus-elimeen pohjassa olevan ja sen sivulle ulottuvan loven kanssa. Toinen aukko voidaan asettaa sulkeutumaan tahdistetusta tai ei-tahdistetusti ensimmäisen aukon suljennän kanssa. Toiseen luistiaukkoon voidaan myös päästä käsiksi 20 vain halutun maksimivirtauksen esiintyessä. Tällöin tämä toinen aukko lisää maksimaalista vesivirtausta, sulkeutuen kuitenkin ohjauselimen vaikutuksesta heti kun luistielin siirretään pois maksimivirtausasennosta, jolloin siipien ja rakojen toiminta ei häiriinny vesivirtauksen tullessa 25 huomattavalla tavalla supistetuksi.

• : Ohjauselimessä oleva lovi voi tarpeen vaatiessa myös sisältää sarjan siipiä tai muita vastaavanlaisia laitteita virtauksen vaimentamista varten. Ohjausluisti ja -rengas voidaan valmistaa ruiskuvaletusta muovista ja si-30 ten tuotantokustannukset pysyvät kilpailukykyisinä muihin tavanomaisiin hanarakenteisiin verrattuna.

.·. : Seuraavassa viitataan oheisiin piirustuksiin, jois- ·;·. sa:

Kuvio 1 esittää osiin jaettuna sivukuvantona esillä • 35 olevan keksinnön mukaista sekoitusventtiiliä täysin avoi- messa asennossa vesivirtauksen ollessa maksimiarvossaan; 5 86468

Kuvio 2 esittää ohjausluistia ja -rengasta kuvion 1 mukaisena leikkauksena II-II; ja

Kuvio 3 esittää samoja osia kuin kuvio 2, vesivir-tauksen ollessa kuitenkin keskeytyneenä ohjausluistin ja 5 -renkaan avulla.

Kuvioon 1 viitaten siinä esitetty yksinkertainen käsihanaventtiili sisältää irrotettavan patruunan sovitettuna onttoon kappaleeseen 1, jossa on tulosovitteet 3 (vain yksi on näkyvissä piirustuksessa) liitäntää varten 10 kuuman ja kylmän veden syöttöputkiin sekä rengasmainen tila 2, joka on yhteydessä liitäntäaukkoon 4. Kappale 1 on suljettu kannella 5, joka tässä tapauksessa on kierretty kappaleeseen 1.

Irrotettava patruuna asetetaan kappaleessa 1 ole-15 vaan onteloon ja kiinnitetään paikoilleen kannen 5 avulla. Se sisältää hanan venttiilimekanismin. Patruuna käsittää kuoren 6, johon on kiinnitetty kovasta materiaalista tehty levy 7. Levyssä 7 on kaksi tuloaukkoa 7a (vain yksi on esitetty piirustuksessa), jotka ovat yhteydessä 20 vastaaviin tulosovitteisiinsa 3. Liikkuva levy 8 on asennettu liukuvasti kiinteään levyyn 7. Liikkuva levy 8 on tehty kovasta materiaalista, kuten esimerkiksi keraamisesta aineesta, ja se sisältää kaksi sopivalla tavalla muotoiltua aukkoa 8a (vain yksi on esitetty piirustuksessa).

• · 25 Aukot 8a toimivat yhdessä kiinteän levyn poistoaukkojen 7a kanssa säädellen syötetyn veden virtausta sekä hanaan tu-losovitteiden 3 kautta syötetyn kahden nesteen seossuhdet-: ta levyn 8 liukuessa levyllä 7.

Liikkuva levy 8 kiinnitetään tämän jälkeen ohjaus- .*.*. 30 pääksi kutsuttuun luistielimeen 9, joka koholla olevan osan 11 avulla ohjataan kierrettävän ohjausrenkaan 15, ; jota seuraavassa kutsutaan ohjausrenkaaksi, vastakkaiseen • »* I..' ikkunaan 16, tämän ohjausrenkaan ollessa kiertyvästä ase- • * · tettuna patruunan kuoreen 6. Pään 9 kohotettu osa 11 si-•f*: 35 sältää tasaisen syvennyksen, jonka avulla se kiinnittyy ‘ ' ohjausvivun 19 toisen varren muodostavaan tappiin 18, jon- • • m · • 4 · • · « m 6 86468 ka napana on kuula 20. Tämä kuula on asetettu kannen 5 ja osan patruunan kuoresta 6 muodostavan sisäisen puolilaake-rin 21 väliin. Ohjausrengas 15 nojaa sisäisen puolilaake-rin 21 sisäpintaa vasten siirtäen kanteen 5 hanaventtiilin 5 liikkuvien osien siihen kohdistamat paineet. Pitotiivis-teet, joita ei ole merkitty viitenumeroilla, on asetettu sopivalla tavalla vuotojen estämiseksi. Kuvatunlaiset pat-ruunarakenne ja tiivisteet eivät olennaisesti eroa Uhlman-nille myönnetyssä US-patentissa 4 325 403 selostetusta 10 tunnetusta rakenteesta, johon tämän selostuksen yhteydessä viitataan.

Kuvioihin 1 ja 2 viitaten sisältää ohjauspää 9 laatikkomaisen rakenteen, jossa on ainakin yksi liikkuvan levyn 8 aukkojen 8a kanssa yhteydessä oleva sisäinen onte-15 lo, tämän laatikon rengasta 15 vasten nojaavan sivun sisältäessä ensimmäisen poistoaukon ja vastakkaisella puolella olevan toisen poistoaukon 13. Aukot 12 ja 13 jatkuvat piirustuksessa keskeytymättä pään 9 sisäontelon 10 koko leveydelle, mutta ne voivat todellisuudessa olla kui-20 tenkin pienempiä tai varustettuja välissä olevilla vahvi-keliitännöillä, kuten rivoilla. Aukot 12 ja 13 ovat renkaan 15 vastakkaisen ikkunan 16 muodostamaa onteloa vastassa. Tämä ontelo voidaan edullisesti tehdä suuremmaksi . puolilaakeriin 21 tehdyn vieressä olevan kammion 22 avul- • » · *··] 25 la. Joukko samansuuntaisia rakoja 14a luistia 9 vastaan ♦ · · • nojaavan renkaan pinnassa kulkee ikkunasta 16 kohti lii- *— täntäaukkoon 4 yhteydessä olevaa rengasmaista tilaa 2.

Sarja kampamaisia hammassiipiä 14 on asetettu näiden rako- • ♦ : jen 14a väliin. Siipiä on sopivimmin kahdeksan kappaletta 30 yhdeksän raon ympäröidessä niitä. Myös vähemmän rakoja ja » · siipiä voidaan käyttää. Riittävää määrää toimintaa ajatel- .·. : Ien on jopa vain neljä siipeä ja viisi rakoa. Raot eivät • 1 1 • · ulotu ohjausrenkaan 15 sivuseinään 15a asti, vaan päättyvät jonkin matkaa ennen tätä sivuseinää. Nämä raot on ase- ♦ * 35 tettu ainakin osittain peitettäviksi, tai kuvion 3 esittä-mällä tavalla kokonaan kätköön pään 9 avulla ennenkuin pää • · ♦ « · · »»· · 7 86468 saavuttaa täydellisesti irtikytketyn asennon.

Renkaan 15 siipien 14 suhteen vastakkaisella sivulla sisältää renkaan alapinta kehällä olevan loven 17. Kuvassa näkymättömiä siipien 14 kaltaisia lisäsiipiä tai 5 muita vastaavanlaisia melua vaimentavia laitteita voidaan asettaa tähän loveen. Näitä laitteita ei ole esitetty, koska tässä kohdassa ne eivät ole niin tärkeitä kuin ensimmäisen poistoaukon yhteydessä, jossa vesivirtaus kääntyy 180° .

10 Käytännössä kuvion 1 mukaisesti pään 9 ollessa sel laisessa asennossa, että liikkuva levy 8 sallii veden mak-simivirtauksen syöttämisen, pään 9 ensimmäinen poistoaukko 12 ohjaa seosvirtauksen ikkunaan 16 ja kammioon 22. Täältä virtaus siipien 14 välisten rakojen 14a kautta kulkee ren-15 gasmaiseen tilaan ja poistoaukkoliitäntään 4. Lisäksi pään 9 toinen poistoaukko 13 on kohdistettu renkaan 15 kehällä olevan loven 17 alle, niin että vesiseoksen osa virtaa sen kautta kohti rengasmaista tilaa 2. Liikkuvan levyn 8 ja poistoaukkoliitännän 4 välissä olevat virtausta vastusta-20 vat tekijät vähenevät huomattavasti ja veden maksiminopeus lisääntyy.

Heti kun pää 9 on siirtynyt osittaisia kuristus-. asentoja kohti, toinen poistoaukko 13 eroaa linjauksesta ·'·1 renkaan 15 kehällä olevan loven 17 kanssa eikä salli enää • m • · 1 25 virtausta suurella nopeudella. Poistoaukko 13 ja lovi 17 • 1 · *·1 yhtyvät suurelta osalta kehäpituuttaan ja vain hieman sä- *...· teen suunnassa. Ollessaan kohdistettuina ne sallivat suu- : ’·· ren vesimäärän virtauksen. Kuitenkin pään 9 pieni siirto : : : vähentää nopeasti poistoaukon ja loven 17 välistä linjaus- 30 ta ja supistaa veden kulkua niiden kautta. Keskimääräisen ; virtauksen yhteydessä vesiseos virtaa aukon 12 kautta ja sitä vastustaa sen 180° suunnanmuutoksen kohdalla kulkuväylä ikkunaan 16, kammioon 22 ja siipien 14 vieressä ole- 1 viin rakoihin 14a. Pään 9 lähestyessä pidätystilannetta se :...: 35 yhä enemmän supistaa siipien 14 vieressä olevien rakojen . .·. 14a kautta kulkevaa virtausta. Raot 14a ja siivet 14 hil- 8 86468 jentävät virtausta tässä tapauksessa.

Pää 9 sulkee lopulta raot 14a kuvion 3 esittämällä tavalla. Tässä kohdassa virtaus (joka on hyvin hidas sillä se on miltei kokonaan pysäytetty levyjen 7 ja 8 välisen 5 yhteistoiminnan avulla) voi kulkea ulos luistin 9 ontelosta 10 vain pään ja ohjausrenkaan 15 välisen välyksen kautta. Virtaus on siten hyvin hidasta ja sen melutaso huomattavasti vähentynyt.

Pää 9 ja ohjausrengas 15 valmistetaan tavallisesti 10 ruiskuvaletuista muoveista. Keksinnön edellyttämien lisäosien asennus tavalliseen hanaventtiiliin vaatii vain muottien muuttamista eikä siten aiheuta vastaavanlaisia kustannuksia osakomponenttien valmistuksessa. Hanavent-tiili voi sisältää patruunan tai olla tyypiltään sellai-15 nen, että siinä osakomponentit on asennettu suoraan runkoon, jolloin sen käyttölaitteet voivat olla mitä tahansa tunnettua tyyppiä. Kiinteä levy 7 ja liikkuva levy 8 voivat myös olla erilaisia niiden tuloaukkojen ja muiden aukkojen ollessa muotoiltuina sopivalla tavalla. Siivet 14 20 (ja samanlaiset vaihtoehtoiset terät lovessa 17) voitaisiin yhdistää alhaalla olevien poikittaisten ohjauslevyjen avulla muodostaen näin patoamisontelot, tai ne voitaisiin . varustaa väliosilla tekemällä ne tällöin muodoltaan harja- ;·· maisiksi. Pään toinen poistoaukko 13 ja ohjausrenkaan 15 • " 25 kehällä oleva lovi voidaan tehdä kaareviksi eri säteillä -·.* tasoittaen siten mahdollisten valmistusvikojen vaikutuk- set.

Lisäksi päähän 9 muodostettu ikkuna voitaisiin ja-' : : kaa kahteen tai useampaan osaan veden sekoittamisen vii- 30 västyttämiseksi sen virrattua ulos päästä. Lopuksi on huo-. : mautettava, että vaikka keksinnön pääasiallinen käyttöalue . ;·. kohdistuukin sekoitusventtiileihin, voidaan sitä käyttää myös yksinkertaisten hanaventtiilien yhteydessä.

Muutoksia ja muunnelmia esillä olevaan keksintöön 35 voidaan tehdä oheisten patenttivaatimuksien hengestä ja . .·. suojapiiristä poikkeamatta.

Claims (7)

1. 9 86468
2. 1. Hanaventtiili, joka käsittää kiinteän venttiililevyn (7), jossa on ainakin yksi 5 ainakin yhden syöttölinjan (3) kanssa yhteydessä oleva virtausaukko (7a); liikkuvan venttiililevyn (8) asennettuna liukuvasti kiinteään venttiili-istukkalaitteeseen (7) mainitun ainakin yhden virtausaukon (7a) valikoiduksi sulkemiseksi tai 10 avaamiseksi; luistielimen (9), joka on kiinnitetty liikkuvaan venttiililevyyn (8) ja joka sisältää mainitun ainakin yhden virtausaukon (7a) kanssa yhteydessä olevan ontelon (10), kun venttiililevy (8) on asetettu avaamaan mainittu 15 ainakin yksi virtausaukko (7a), ja ontelon (10) en simmäisen poistoaukon (12); säätölaitteen (18, 19, 20) luistielimen (9) liikuttamista varten; ja ohjauselimen (15) luistielimen (9) ohjausta varten, 20 jossa ohjauselimessä (15) on luistielimen (9) ensimmäisen poistoaukon (12) kanssa yhteydessä oleva ikkuna (16), tunnettu siitä, että ikkunassa (16) on rako-osa, jossa on riittävän lä-···’ helle toisiaan asetettuja vuorottelevia siipiä (14) ja . " 25 rakoja (!4a) melun vaimentamiseksi nostoon virratessa nii- den kautta, näiden siipien (14) ja rakojen (14a) ollessa '·"/· asetettuina valikoivan pidätyksen alaisiksi luistielimen : (9) avulla tullakseen oleellisesti suljetuksi luistieli- mellä (9) tämän ulkopuolella olevasta poistotilasta käsin, 30 kun luistielin ( 9) on asetettuna liikuttamaan venttiilile- ; vyä (8) pääasiassa mainitun ainakin yhden virtausaukon (7a) sulkemista varten; luistielimessä (9) on toinen, raoilla (14a) varus-tetun poistoaukon vastakkaisella puolella oleva ja ohjaus-35 elintä (15) kohti asetettu poistoaukko (13), ohjauselimen , sisältäessä kehällä olevan loven (17), joka on valikoivas- ίο 86468 sa yhteydessä mainitun toisen poistoaukon (13) kanssa, kun luistielin (9) on asetettuna pääasiassa avaamaan mainittu ainakin yksi virtausaukko (7a).
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hanaventtiili, 5 tunnettu siitä, että ohjauselimen (15) kehällä oleva lovi (17) on varustettu siipisarjalla.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hanaventtiili, tunnettu siitä, että siivet (14) nojaavat luisti-elintä (9) vasten.
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hanaventtiili, tunnettu siitä, että siivet (14) ulottuvat lähelle luistielintä (9) ollen kuitenkin välimatkan päässä siitä.
6. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hanaventtiili, tunnettu siitä, että luistielimen (9) toinen pois-15 toaukko (13) ja ohjauselimen (15) kehällä oleva lovi (17) on tehty kaareviksi eri säteillä. • · ·
7. 11 S6468