HU209168B

HU209168B - Filling valve of water-spare flushing cistern operated by permanent magnet

Info

Publication number: HU209168B
Application number: HU593390A
Authority: HU
Inventors: Elemer Fokas; Gyoergy Fokas; Gyula Toeroek
Original assignee: Fokas; Toeroek
Priority date: 1990-09-18
Filing date: 1990-09-18
Publication date: 1994-03-28
Also published as: HUT63667A; HU905933D0

Abstract

A találmány WC-öblítőtartályok feltöltését biztosító kétállású mágnesvezérlésű szervószelep, amelynél a vezérléshez szükséges mágneses erőtérváltozást permanens mágnes (44) olyan helyzetváltoztatása biztosítja, amelyet a tartályban levő víz felszínén úszó test (48) vezérel a vízszint változásának függvényében. Az alkalmazott megoldásnál a töltőszelep nyitásához és zárásához két egymástól eltérő mágneshelyzet adódik, ami lehetővé teszi egy olyan automatikusan záródó és csak külső beavatkozásra nyíló, aránylag egyszerű zárszerkezet alkalmazását, amely a szelep lezárásához tartozó vízszint elérése után a mágnes nyitóirányú helyzetváltozását meggátolja és ezáltal a szelep nem üzemszerűen fellépő vízszintcsökkenés hatására történő önműködő kinyitását megakadályozza. 4. ábra HU 209 168 B A leírás terjedelme: 10 oldal (ezen belül 5 lap ábra)FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a two-position magnetically controlled servo valve for charging toilet flushing tanks, whereby the magnetic field change required for the control is provided by a positioning of a permanent magnet (44) controlled by a body (48) floating on the surface of the water in the container as a function of water level change. In the applied solution, two different magnetic positions are opened and closed to open and close the filling valve, which allows the use of a relatively simple locking device that closes the valve when the water level reaches the closing position and thus prevents the valve from opening and closing. prevents automatic opening of the system by the effect of a water level drop. Figure 4 EN 209 168 B Scope of the description: 10 pages (including 5 sheets)

Description

A találmány tárgya olyan nagy megbízhatóságú víztakarékos WC öblítőtartály töltőszelep, amely kiküszöböli a hagyományos öblítőtartály töltőszelepek hátrányos tulajdonságait, korszerű szabályozástechnikai eszközök megfelelő alkalmazásával.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a highly reliable water-saving toilet flushing valve filling valve that eliminates the disadvantages of conventional flushing tank filling valves by the appropriate use of advanced control devices.

A civilizáció fejlődésével együttjáró iparosítás nemkívánatos kísérőjelensége a környezetszennyezés fokozódása. A káros hatású szennyezőanyagok a nem kellően hatékony környezetvédelem miatt egyre nagyobb mértékben jelen vannak a levegőben, talajban, élővizekben. Ennek következtében az emberi lét egyik nélkülözhetetlen eleme, a tiszta víz előállítása, a fogyasztókhoz való eljuttatása egyre költségesebb lesz. Ezért az emberi fogyasztásra alkalmas vízzel való maximális takarékosság mind az egyénnek, mind a közösségnek elsőrendű érdeke.An undesirable accompanying phenomenon of industrialization as civilization advances is the increase in environmental pollution. Harmful pollutants are increasingly present in air, soil and living waters due to inadequate environmental protection. As a result, one of the indispensable elements of human existence, the production of clean water and its delivery to consumers, will be increasingly costly. Therefore, maximum conservation of water for human consumption is of primary interest to both the individual and the community.

Az emberi fogyasztásra felhasznált víz nagy hányada higiéniai célt szolgál, amelynek jelentékeny részét teszi a különböző típusú WC-berendezések szükség szerinti öblítésére felhasznált vízmennyiség. Statisztikai adatok alapján ez a vízmennyiség személyenként naponta 25-30 literre tehető.A large proportion of the water used for human consumption is for hygienic purposes, with a significant proportion of the amount of water used to rinse different types of toilet equipment as needed. According to statistics, this amount of water is 25-30 liters per person per day.

A lakásokban és a közületeknél lévő WC-berendezések túlnyomó többségben ún. öblítőtartályos megoldásúak. Ezen berendezések részletes ismertetését az id. Opitzer Károly szerkesztésében 1980-ban a Műszaki Könyvkiadó által kiadott „VÍZ-, CSATORNA- és GÁZSZERELÉS” c. szakkönyv I—II. kötetében találhatjuk meg. A hagyományos öblítőtartály működését a fenti könyvben leírtak szerint az 1. ábrán adott vázlatos rajz alapján ismertetjük.Most of the toilet facilities in homes and in public areas are so-called. they have a rinse tank solution. The details of these devices are described in id. Edited by Károly Opitzer in 1980, entitled "WATER, DRAIN AND GAS INSTALLATION" by Technical Publisher Technical Book I-II. volume. The operation of a conventional flushing container is described in the schematic drawing in Figure 1, as described in the above book.

Az 1 fémből, félporcelánból vagy műanyagból készített tartályba az egyszeri öblítéshez szükséges vízmennyiség a 2 elzáró sarokszelephez csatlakozó 3 töltőszelepen keresztül folyik be, amelynek nyitását és zárását egy emelőszerkezet végzi, amelyet a töltőszelephez csuklósán rögzített 4 emelőkar végére szerelt 5 úszógolyó vezérel úgy, hogy a szükséges vízszint elérésekor a szelepet az emelőszerkezet segítségével lezárja. Öblítéskor a 6 emelőkar a 10 öblítőcsőhöz csatlakozó 7 szelepüléken elhelyezkedő 8 súlyszelepet felemeli. Az öblítőcsőbe beömlő víz a cső teljes keresztmetszetét kitölti, így a súlyszelep lezárása után a csőben lefelé haladó vízdugó által létrehozott légritkított tér az öblítőcsőhöz csatlakozó 9 szivomyán keresztül a tartály kiüríti. Az úszógolyó követi a tartályban levő víz szintjét, a 4 emelőkar elfordulásával a szelep zárótestére ható mechanikus nyomás lecsökken, így az ellentétes irányú hálózati víznyomás a töltőszelepet kinyitja és a tartály feltöltése újrakezdődik. A töltőszelep mindaddig nyitva marad, amíg az úszógolyó által vezérelt emelőszerkezet akkora mechanikai nyomást nem tud a szelep zárótestére adni, hogy az a zárótestre ható hálózati víznyomást kiegyenlítése, és ezáltal a szelepet lezárja. Az emelőszerkezet általában úgy van kialakítva, hogy a szelep lezárása bizonyos vízszint határok között állítható. Ezáltal szabályozni lehet az egyszeri öblítéshez felhasznált víz mennyiségét, ugyanakkor korrigálni lehet a helyfüggő hálózati víznyomás következtében előálló eltérést is.The amount of water for a single rinse into the container 1 made of metal, semi-porcelain or plastic flows through the filling valve 3 connected to the shut-off valve 2, which is opened and closed by a lifting device which is pivotally mounted on the end of the lever 5 when the water level is reached, close the valve using the lifting device. During flushing, the lever 6 lifts the weight valve 8 on the valve seat 7 which is connected to the flushing pipe 10. The water entering the flushing tube fills the entire cross-section of the tube so that, after closing the weight valve, the airtight space created by the downstream water plug in the tube is emptied through the pump 9 connected to the flushing tube. The float ball follows the level of the water in the tank, the mechanical pressure acting on the valve body is reduced by turning the lever 4 so that the opposite mains water pressure opens the filling valve and the filling of the tank begins again. The filling valve remains open until the floating ball-controlled lifting mechanism is able to exert sufficient mechanical pressure on the valve body to compensate for the mains water pressure acting on the body and thereby close the valve. The lifting device is generally configured such that the valve closure can be adjusted within certain water level limits. This allows you to control the amount of water used for a single rinse, while also correcting for variation due to location-dependent mains water pressure.

A 9 szivomya kiképzése olyan, hogy egyben az öblítőtartály túlfolyójának szerepét is betölti, így a töltőszelep nem kielégítő működése esetén a „felesleges” víz azon keresztül távozik az öblítőcsőbe, majd a csatornába.The pump 9 is designed to serve as an overflow for the flushing tank, so that if the filling valve is not functioning properly, "excess" water is discharged through the flushing pipe and then into the drain.

Tapasztalatból tudjuk, hogy a fenti megoldású öblítőtartályok töltőszelepei gyakran meghibásodnak úgy, hogy zárásuk nem tökéletes, a tartály túltöltődik, így nemkívánatos vízpazarlás áll elő. Az elpazarolt vízmennyiséget felbecsülhetjük az alábbi rövid számítással: a tartály feltöltése normál esetben 4-5 percet igényel, ami egy 8 literes tartálynál 2 lit/perc vízmennyiséget jelent. Ha a szelep zárása 95% körüli, ami szerény hibának számít és elég gyakran előfordul, naponta 100-150 liter víz pazarlódik el, ami azonos egy négytagú család napi öblítővíz felhasználásával. E példából már következtethetünk ama, hogy milyen nagyságrendű lehet pl. egy városban a feleslegesen elfolyatott víz mennyisége.From experience, it is known that the filling valves of the flushing tanks of the above solution are often malfunctioning, such that their closure is incomplete, the container is overfilled, resulting in undesirable waste of water. The amount of water wasted can be estimated by the following short calculation: it usually takes 4-5 minutes to fill the tank, which is 2 liters / minute for an 8 liter tank. If the valve closure is about 95%, which is a modest defect and occurs quite often, 100-150 liters of water are wasted daily, which is the same with a four-member family's daily flushing water. From this example we can already deduce the magnitude of eg. the amount of excess water flowing in a city.

Ahhoz, hogy a jelenleg használatban levő töltőszelepek gyakori meghibásodásának okait megismerjük, célszerű a szelep felépítésével és működési mechanizmusával is megismerkednünk. A szelep vázlatos rajza aIn order to understand the causes of the frequent failure of the filling valves currently in use, it is also useful to know the construction and operation of the valve. Schematic diagram of the valve a

2. ábrán látható, működése a következő; a szelep 11 beömlőnyílásával csatlakozik az elzáró sarokszelephez. A 12 szelepüléken fekszik fel a felfekvő felületén általában rugalmas anyagot tartalmazó 13 záróelem, amelyet a 14 szelepszár a 15 szelepházhoz csuklósán rögzített 16 emelőrendszer segítségével a 17 kar végére szerelt úszóra ható felhajtóerő szorít a szelepülékhez. A lezáráshoz szükséges, szelepszárra ható mechanikus nyomóerő az úszó merülésével állítható. Az úszóra ható felhajtóerő csökkenésekor vagy a hálózati víznyomás megnövekedése esetén a szelep kinyit, és a tartályban levő víz szintje mindaddig emelkedik, amíg az úszógolyóra ható felhajtóerő ismét le nem zárja a szelepet. Nagyobb víznyomásnál az úszógolyó merülése záráskor nagyobb, ezzel tudjuk biztosítani a záráshoz szükséges nagyobb felhajtóerőt.2, its operation is as follows; it is connected to the shut-off corner valve by an inlet 11 of the valve. The valve seat 12 is provided with a resilient closure 13 generally containing a resilient material on its abutment surface, which is pressed against the valve seat by a buoyancy system 16 hinged to the valve body by means of a lifting system 16 hinged to the valve body 15. The mechanical force applied to the valve stem to seal is adjustable by the float dive. When the buoyancy buoyancy drops or the mains water pressure increases, the valve opens and the water level in the tank rises until the buoyancy buoyancy buzzer closes again. At higher water pressures, the dive of the float ball at closing is greater, thereby providing greater buoyancy for closing.

A töltőszelepek aránylag gyors elöregedésének és az ezzel járó hibás működésnek legfőbb előidézője maga a szelep működési mechanizmusa. Ugyanis ezek a szelepek ún. folytonos-működésű szelepek, amelyeknek előnyös tulajdonságaira a jelen alkalmazásnál nincs szükség, hátrányaik viszont károsan hatnak és nagymértékben csökkentik megbízhatóságukat és élettartamukat. Az a tulajdonságuk ugyanis, hogy az átömlő keresztmetszet zárás előtt folyamatosan leszűkül ami egy szabályozó szelepnél éppen kívánatos, a jelen esetben káros -, mivel a lezárás előtti szűk átömlő keresztmetszet mechanikus szűrőként viselkedik, így a zárótesten és a szelepüléken fennakadnak a vízben állandóan jelen lévő lebegő apró szilárd anyagok és akadályozzák a szelep lezárását. A vízszint emelkedésével az úszógolyó merülése megnő, a felhajtóerő megnövekszik és a nagy áttétel következtében ezek az apró testecskék a rugalmas zárótestbe belepréselődnek. Ennek következtében a zárótest egy idő után porózussá, rugalmatlanná válik és a szelep nem tud tökéletesen zárni. A kis átfolyó keresztmetszeten történő töltés ak2The main mechanism behind the relatively rapid aging of the filling valves and the consequent malfunction is the mechanism of the valve itself. These valves are so called. continuous-action valves, the advantageous properties of which are not required in the present application, however, have disadvantages and greatly reduce their reliability and service life. They have the property of continuously narrowing the cross-section before closing, which is desirable for a control valve, which is detrimental in this case, since the narrow cross-section prior to sealing acts as a mechanical filter, causing the closing body and valve seat to retain floating water small solids and prevent the valve from closing. As the water level rises, the dive of the float ball increases, buoyancy increases, and as a result of the high gear ratio, these tiny bodies are pressed into the resilient closure body. As a result, the closure body becomes porous, inflexible after a while, and the valve cannot close completely. Charging at low throughput cross section ak2

HU 209 168 Β kor is fellép, amikor a hálózati víznyomás időszakosan megnő, vagy a súlyszelep tökéletlen zárása - ami gyakori hiba - miatt elfolyó vízmennyiséget a töltőszelep folyamatosan pótolja. A tökéletlen zárás következtében a túlfolyásig megnövekedett vízszint által okozott felhajtóerő növekedés feleslegesen terheli a szelep többi alkatrészét is és azokban maradandó alakváltozást okoz.EN 209 168 Β when the mains water pressure is increased periodically, or the filling valve is constantly replenished due to incomplete closing of the weight valve, which is a common mistake. An increase in buoyancy caused by imperfect closure due to the increased water level up to the overflow will also unnecessarily burden the other parts of the valve and cause permanent deformation in them.

Az előzőekben ismertetett öblítőtartály megoldás vízpazarló tulajdonsága elsősorban a működés rendszeréből adódik. A szelepek meghibásodása, vagy nem kielégítő működése esetén ugyanis az öblítőrendszer maga üzemképes marad. A tartály feltöltése után a víz a túlfolyón keresztül is el tud folyni, így a berendezésben, épületben kárt nem okoz, ezért a hibát sokszor észre sem veszik, vagy nem tulajdonítanak neki különösebb jelentőséget. A vízpazarlással okozott kár az egyént, vagy a kisebb közösséget legtöbb esetben csak indirekt módon terheli, ezért a hiba elhárítása szinte mindig késve történik meg.The water-wasting property of the flushing tank solution described above is primarily due to the system of operation. In the event of valve malfunction or malfunction, the flushing system itself remains operational. After filling the tank, the water can also flow through the overflow, causing no damage to the equipment or the building, so the fault is often overlooked or given little importance. In most cases, the damage caused to the waste of water is borne by the individual or the smaller community only indirectly, so rectification is almost always delayed.

A jelen találmány célja olyan víztakarékos öblítőtartály töltőszelep megvalósítása, amely akár öblítőtartály csere nélkül a régi szelep helyére felszerelhető, amelynek megbízhatósága nagyságrenddel jobb a jelenleg alkalmazott szelepekénél, amely működési rendszerénél fogva meghibásodás esetén - törés, vagy más ritkán előforduló katasztrofális hiba kivételével - lezár, így a túlfolyásból eredő vízpazarlás kizárható.It is an object of the present invention to provide a water-saving flushing tank filler valve which can be mounted in place of the old valve without replacing the flushing tank, which has an order of magnitude better reliability than its present valves, except for fractures or other rare catastrophic failure wastage of water due to overflow can be ruled out.

A felsorolt megbízhatósági és működési követelményeket csaknem minden szempontból kielégíti az automata mosógépekben is alkalmazott kétállású, membránzárású, mágnesvezérlésű szervószelep, amelynél a záráshoz, ill. a nyitáshoz szükséges energia nagy hányadát maga a hálózati víznyomás biztosítja. A szelep vázlatos rajza a 3. ábrán látható, működését a Dányi Dezső - dr. Telkes Zoltán: „SZABÁLYOZÓ BERENDEZÉSEK” című tankönyvben leírtak alapján ismertetjük.The above reliability and performance requirements are met in almost every respect by the two-position, diaphragm-closed, solenoid-operated servo valve used in automatic washing machines. much of the energy required for opening is provided by the mains water pressure itself. The schematic drawing of the valve is shown in Figure 3, its operation is described by Dezső Dányi - dr. Zoltán Telkes: It is described in the textbook „REGULATORY EQUIPMENT”.

A szelep a 18 beömlő nyílásával, amely szűrővel van ellátva, csatlakozik a hálózati vezetékhez. A szűrő feladata a vízben lebegő néhány tized milliméternél nagyobb átmérőjű szilárd részecskék felfogása. A szelep 19 záróteste a szelep 21 ülékénél jóval nagyobb átmérőjű 20 rugalmas membránnal van összeépítve, amely egyben biztosítja a szervószelep három funkcionálisan elkülönülő térrészének szükség szerinti szétválasztását. Az első, nagynyomású 22 térrész csatlakozik a szelep beömlőnyílásához, ez a zárótest előtti térrész, amelyben a víznyomás megegyezik a hálózati nyomással. A 20 rugalmas membrán körkörös rögzítése úgy van megoldva, hogy nyugalmi (nyomásmentes) helyzetben elő van feszítve, ezáltal a vele összeépített 19 zárótestet a 21 ülékre szorítja. A második 23 térrészt nevezzük el vezérlő térrésznek. A harmadik 24 térrész egy pipa alakú cső, mely a 21 ülékkel kezdődik és a kiömlőnyílással végződik. Jellemzője, hogy szabad kifolyású, így e térrészben a folyadéknyomás a szelep mind zárt, mind nyitott állapotában lényegesen kisebb a hálózati víznyomásnál. A 20 rugalmas membránon a szelepülék átömlő keresztmetszeténél lényegesen kisebb átmérőjű két furat található. A 25 nyomáskiegyenlítő furat a 22 és 23 térrész között biztosít átfolyást és ezzel folyadéknyomás-kiegyenlítést. A 26 vezérlő furat, amely a membrán geometriai közepén van elhelyezve a 23 és 24 térrész között biztosít átfolyást nyitott állapotban, miáltal megváltozik a rugalmas membrán két oldalán levő hidraulikus nyomás. A 26 vezérlő furatot a szelep zárt állapotában a henger alakú lágyvas 27 szelepszár zárja le, amelyet a 28 spirálrugó nyomása, valamint a 23 és 24 térrészek közötti hidraulikus nyomáskülönbség és a furat keresztmetszete szorzatával arányos erő szorít a 21 üléknél lényegesen kisebb keresztmetszetű 26 vezérlő furathoz. Ugyanakkor a 20 rugalmas membránnal összeépített 19 zárótestet a hálózati víznyomás és a 21 ülék átömlő keresztmetszetének szorzatával arányos hidraulikus nyomóerő szorítja a 21 ülékhez és ezzel biztosítja a szelep zárását.The valve is connected to the mains with an inlet 18 provided with a filter. The purpose of the filter is to capture solid particles of a diameter of a few tens of millimeters floating in water. The valve body 19 is assembled with a flexible diaphragm 20 having a diameter much larger than the seat 21 of the valve, which also provides for the separation of the three functionally separate spaces of the servo valve as required. The first high-pressure space 22 is connected to the valve inlet, the space in front of the closure body where the water pressure equals the line pressure. The circumferential fastening of the elastic membrane 20 is solved by tensioning it in a resting (depressurized) position, thereby clamping the integral body 19 with it to the seat 21. The second space 23 is called the control space. The third compartment 24 is a pipe shaped tube which begins with the seat 21 and ends with the outlet. It is characterized by free-flow, so that the fluid pressure in this space, when both the valve is closed and the valve is open, is significantly lower than the mains water pressure. The elastic diaphragm 20 has two holes of substantially smaller diameter than the valve seat cross-section. The pressure equalization bore 25 provides a flow between the space portions 22 and 23 and thereby fluid pressure equalization. The control bore 26, which is located in the geometric center of the diaphragm, provides an open flow between the compartments 23 and 24, thereby changing the hydraulic pressure on both sides of the elastic diaphragm. The control bore 26 is closed in the closed state of the valve by a cylindrical soft valve stem 27 which is pressed against the control bore 26 with a substantially smaller cross section than the seat 21 by the force of the coil spring 28 and the hydraulic pressure difference between the compartments 23 and 24. At the same time, the closure body 19 formed by the elastic membrane 20 is pressed against the seat 21 by a hydraulic compression force proportional to the water pressure and the cross-sectional area of the seat 21, thereby securing the valve closing.

A szelep nyitását a 29 elektromágnes vezérli úgy, hogy gerjesztett állapotában - legyőzve a 28 spirálrugó és a hidraulikus nyomóerőt - a lágyvas szelepszárat magába húzza, ezzel a 26 vezérlőfuratot szabaddá teszi, amelyen megindul a folyadékáramlás. A folyadékáramlás következtében a vezérlő 23 térrészben a víznyomás lecsökken és a 21 üléknél lényegesen nagyobb keresztmetszetű 20 rugalmas membránt a 22 térrészben levő, a hálózatival azonos nagyságú víznyomás a 19 zárótesttel együtt felemeli, így a folyadékáramlás megindulhat közvetlenül a 22 és 24 térrészek között a szelepülék teljes keresztmetszetén.The valve opening is controlled by the electromagnet 29 such that, in its excited state, defeating the helical spring 28 and the hydraulic thrust, it pulls the soft valve stem to release the control bore 26 at which fluid flow begins. As a result of the fluid flow, the water pressure in the control compartment 23 is reduced and the elastic membrane 20 with a substantially larger cross-section than the seat 21 is lifted by the water body and the barrier 19 and thus the fluid flow can start directly between the compartments 22 and 24. cross section.

A szelep lezárása az elektromágnes gerjesztésének megszüntetésével érhető el. Ekkor a 28 spirálrugó a 27 szelepszárat a 26 vezérlőfurathoz szorítja, azon a folyadékáramlás megszűnik, a 25 nyomáskiegyenlítő furaton keresztül a 22 és 23 térrészek közötti nyomáskülönbség kiegyenlítődik, így a membrán két oldalán a rá ható folyadéknyomás közel azonos, tehát azok a hidraulikus nyomásnál lényegesen kisebb rugóerők fognak érvényesülni, amelyek a 20 rugalmas membránt a 21 ülékhez nyomják. Amint a 19 zárótest a 21 ülékhez egyre közelebb ér, ismét hatni kezd a 23 és 24 térrész közötti nyomáskülönbség és a nagyobb nyomás a 19 zárótestet ismét a 21 ülékhez szorítja. A zárási folyamat ezzel befejeződik.The closing of the valve is achieved by removing the excitation of the electromagnet. At this point, the spiral spring 28 pushes the valve stem 27 to the control bore 26, stops fluid flow, and the pressure difference between the portions 22 and 23 is equalized through the pressure bore 25 so that the fluid pressure on both sides of the diaphragm spring forces will be applied to push the elastic diaphragm 20 against the seat 21. As the closure body 19 approaches the seat 21, the pressure difference between the compartments 23 and 24 begins to work again, and the higher pressure pushes the closure body 19 back to the seat 21. This closes the closing process.

A szelep működésének tanulmányozásakor könynyen belátható, hogy az lényegében kétállású, vagy teljesen nyitva van, vagy le van zárva. Közbenső állapot csak rövid ideig áll fenn, ami gyakorlatilag elhanyagolható. Ezért a vízben lebegő, a beépített szűrőn még átjutó szilárd részecskék fennakadásának lehetősége a zárótesten és a szelepüléken sokkal kisebb, mint a folytonos működésű szelepeknél. A szelep nyitásához és zárásához szükséges energiát a hálózati víznyomás biztosítja, míg a nyitás és a zárás vezérléséhez a szervórendszer alkalmazása miatt lényegesen kisebb energiaigényt a felgerjesztett elektromágnes, ill. a rugalmas membrán és a beépített spirálrugó adja, A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a szervószelep működtetéséhez szükséges energia az úszóval vezérelt permanens mágnessel is biztosítható.When studying the operation of a valve, it is readily apparent that it is essentially two-position, either fully open or closed. The intermediate state is only brief, which is practically negligible. Therefore, the chances of solid particles floating in the water still passing through the built-in filter on the seal body and on the valve seat are much lower than with continuous-action valves. The energy required to open and close the valve is provided by the mains water pressure, while the use of the servo system for controlling the opening and closing of the valve is significantly reduced by the excitation electromagnet and / or the electromagnet. The invention is based on the recognition that the energy required to operate the servo valve can be provided by a float-controlled permanent magnet.

Nyilvánvaló, hogy a WC-öblítőtartályoknál nagyonObviously, the toilet flush tanks are very

HU 209 168 Β problematikus lenne az elektromos vezérlés megvalósítása, ugyanis az egyszerű, olcsó megoldások biztonságtechnikai szempontok miatt nem felelnek meg. Azok a megoldások pedig, amelyek biztonságtechnikailag is elfogadhatók lennének, költségeik miatt nem versenyképesek.The implementation of electrical control would be problematic as simple, inexpensive solutions would not be suitable for safety reasons. And solutions that would be technically acceptable are not competitive because of their cost.

A találmány szerinti megoldás tehát mágnesvezérlésű szervószelep, melynek vezérléséhez szükséges mágneses erőtérváltozást egy permanens mágnes helyzetváltoztatásával valósítjuk meg olyan módon, hogy a permanens mágnes helyzetét megfelelő áttétel segítségével egy úszógolyó változtatja, és ezáltal a szelepet nyitni és zárni tudja.Thus, the present invention provides a magnetically controlled servo valve for controlling the magnetic field change required by controlling the positioning of a permanent magnet such that a floating ball changes the position of the permanent magnet and thereby opens and closes the valve.

Célszerűségi okokból a találmány szerinti megoldásnál is az előzőekben már ismertetett szervószelepet alkalmazzuk permanens mágneses vezérléssel, melyet a szelep nyitott és zárt állapotában az 5. és 4. ábrán mutatunk be. Mindkét ábrán a 32 szelepház a 31 öblítőtartály falához van rögzítve. A 30 beömlőnyílás hajlítható csővel csatlakoztatható az elzáró sarokszelephez. A szervószelep funkcionálisan megkülönböztetett 33, 34, 35 térrészét a 4. ábrán látható zárt állapotban a 36 rugalmas membrán választja el, amely a 37 zárótesttel van összeépítve. A 36 rugalmas membránon és a 37 zárótesten találhatók a 38 nyomáskiegyenlítő és 39 vezérlőfuratok, amelyeknek szerepét az előzőekben már ismertettük. A 39 vezérlőfuratot ugyanúgy megfelelő kialakítású lágyvas 40 szelepszárral zárjuk le, amelyet ez esetben is a hidraulikus nyomás és a 41 spirálrugó nyomása szorít a 39 vezérlő furatra. A 38 nyomáskiegyenlítő furaton történő nyomáskiegyenlítődés következtében a 34 térrészben fellépő nyomás a 37 zárótestet a szelepülékre szorítja és ezáltal a szelepet zárva tartja. A szelep vezérlését a 40 szelepszárat közrefogó 44 permanens mágnes, esetleg mágnespár, végzi úgy, hogy az a 43 tartószerelvénnyel együtt a 32 szelepházhoz mereven rögzített 42 csukló körül, a 40 szelepszár tengelyével párhuzamos síkú kényszerpályán elmozdul a vízszint változásakor. A vízszint változását a 48 úszó helyzetváltozása követi, amelyet az egymáshoz állítható szögben csatlakozó 45 és 47 emelőkarok közvetítenek a 43 tartószerelvényhez. A szelep 4. ábra szerinti zárt állapotában az úszóval vezérelt emelőrendszer úgy van beállítva, hogy a 44 permanens mágnes - térbeli helyzetéből adódóan - a 40 szelepszárra nem tud akkora mágneses vonzóerővel hatni, hogy azt a 39 vezérlőfuratról a 41 spirálrugó és a hidraulikus nyomás ellenében felemelje. Ezért a szelepet a 34 és 35 térrész közötti nagy hidraulikus nyomáskülönbség zárva tartja.For convenience, the present invention also utilizes a servo valve as described above with permanent magnetic control which is shown in Figures 5 and 4 when the valve is open and closed. In both figures, the valve body 32 is fixed to the wall of the flushing container 31. The inlet 30 may be connected to the shut-off valve by means of a bendable tube. The functionally separated space portion 33, 34, 35 of the servo valve is, in the closed state shown in Figure 4, separated by an elastic diaphragm 36 which is integral with the closure body 37. The resilient diaphragm 36 and the closure body 37 have pressure equalization and control holes 39, the roles of which have been described above. The control bore 39 is likewise closed by a soft valve stem 40 of appropriate configuration, which is then clamped to the control bore 39 by the hydraulic pressure and the pressure of the coil spring 41. As a result of pressure equalization through the pressure equalization bore 38, the pressure in the space portion 34 clamps the closure body 37 to the valve seat, thereby holding the valve closed. The control of the valve is performed by a permanent magnet 44, possibly a pair of magnets, surrounding the stem 40 so that it moves together with the support assembly 43 about a hinged track 42 parallel to the axis 40 of the stem 40 as the water level changes. The change in the water level is followed by a change in the position of the float 48, which is transmitted to the bracket assembly 43 by lever arms 45 and 47 which are connected at an angle. When the valve is closed as shown in Figure 4, the float controlled lifting system is configured such that, due to its spatial position, the permanent magnet 44 is not able to exert a magnetic attraction on the stem 40 to lift it against the control bore 39 against the spiral spring 41 and hydraulic pressure. . Therefore, the valve is kept closed by the high hydraulic pressure difference between the 34 and 35 compartments.

Az öblítőtartály kiürítése és a 49 reteszelő lemez felemelése után - melynek szerepét később ismertetjük - a vezérlő mechanizmus a gravitáció következtében a 42 csukló körül elfordul, a 44 permanens mágnes olyan helyzetbe kerül, hogy mágneses húzóereje már le tudja küzdeni a 40 szelepszárra ható rugó- és hidraulikus nyomóerőt és a 40 szelepszárat a 39 vezérlőfuratról felemeli. Ezután megindul az előzőekben már ismertetett folyamat, a 33 és 34 térrészek között kialakult nyomáskülönbség a membránt - és vele együtt a zárótestet - megemeli, ezáltal a szelepet kinyitja. E nyitott állapot vázlatos rajzát adjuk meg az 5. ábrán. A 44 permanens mágnes a vezérlés szempontjából optimális helyzetben „felakad”, és a mágneses húzóerő a 40 szelepszárat mindaddig felemelve tartja, amíg a tartályba folyó víz szintjének növekedése következtében a 48 úszó a 44 permanens mágnest ismét olyan helyzetbe nem emeli, hogy annak vonzóereje az ellentétes irányú rugóerőt már nem tudja legyőzni. Ekkor a 41 spirálrugó a 40 szelepszárat a 39 vezérlöfuratra nyomja, a 34 térrészben a hidraulikus nyomás megnövekszik és a már ismertetett hatások következtében a szelep lezárása megtörténik.After emptying the flushing container and lifting the locking plate 49, the function of which will be described later, the control mechanism will rotate around the wrist 42 due to gravity, and the permanent magnet 44 will be positioned so that its magnetic tensile force can already overcome the spring and the hydraulic ram and the valve stem 40 are raised from the control bore 39. Thereafter, the process described above begins, the pressure difference between the compartments 33 and 34 lifts the diaphragm and, with it, the closure body, thereby opening the valve. A schematic drawing of this open state is given in Figure 5. The permanent magnet 44 is "stuck" in the optimum control position and the magnetic pull force keeps the valve stem 40 raised until the float 48 again raises the permanent magnet 44 to such an extent that its attractive power is can no longer overcome the spring force. At this point, the spiral spring 41 pushes the valve stem 40 into the control bore 39, the hydraulic pressure in the space 34 is increased and, as a result of the effects already described, the valve is closed.

A 40 szelepszám a szelep nyitott, illetve zárt állapotában ható hidraulikus nyomás különbözősége, valamint a permanens mágnes és a szelepszár által megvalósított mágneses rendszer fizikai törvényeken alapuló „rugalmassága” következtében a vezérlőrendszer hiszterézissel rendelkezik, így a szelep nyitása és zárása a permanens mágnes két egymástól eltérő térbeli helyzeténél valósul meg. A leírt jelenség a rendszer víztakarékos működése szempontjából döntő jelentőségű, ugyanis a súlyszelep tökéletlen zárása, vagy más okból létrejövő vízszintcsökkenés hatására nem történik azonnali utántöltés, amire a jelen alkalmazásnál nincs is szükség. Továbbmenve, a hiszterézis következtében létrejövő „késleltetett szelepnyitás” miatt lehetővé válik aránylag egyszerű megoldású, önműködően záró és csak külső beavatkozásra nyíló, retesz, vagy egyéb zárszerkezet alkalmazása, amely a mágneses vezérlőrendszert a szervószelep zárt állapotához tartozó helyzetének elérése után „megfogja” és ezáltal megakadályozza, hogy a súlyszelep tökéletlen zárása, vagy más okból létrejövő nem rendeltetésszerű öblítővíz elfolyást a rendszer önműködően utántöltse. A retesz nyitása a súlyszelep megemelésével együtt történik.The valve number 40 is a hysteresis of the control system due to the difference in hydraulic pressure acting on the valve in its open and closed state and the physical "flexibility" of the permanent magnet and the magnetic system implemented by the valve stem, thus opening and closing the valve are two different magnets. spatial position. The phenomenon described is crucial to the water-saving operation of the system, since imperfect closing of the weight valve or water drop due to other reasons does not result in immediate refilling, which is not required for the present application. Further, due to the "delayed valve opening" due to hysteresis, it is possible to use a relatively simple, automatically closing and only external actuating latch or other locking device which "catches" the magnetic control system after reaching the closed position of the servo valve. such as imperfect shut-off of the weight valve or an inappropriate flushing water flow for any other reason, the system will automatically be refilled. The latch is opened when the weight valve is raised.

A 4. ábrán látható a reteszelés egy lehetséges megoldásának vázlatos rajza, amely a 42 csukló körüli elfordulást a szelep kinyitásának irányába zárt állapotában megakadályozza. A reteszelő szerkezet működése az alábbi: a 43 tartószerelvény 45 emelőkarja egy csőrszerűen kialakított 46 támaszkodó nyúlványban végződik, amelynek pályáját a vízszintes 50 tengely körül saját súlyától elforduló, nyelvszerű 49 reteszelő lemez keresztezi, amely egy állítható magasságú 51 ütközőre támaszkodik. Nyugalmi helyzetéből a 49 reteszelő lemezt 50 tengelye körül csak egyik irányba lehet elmozdítani. A 49 reteszelő lemez elhelyezése úgy van megválasztva, hogy a 31 öblítőtartály töltésekor, a mágnesszelep nyitott állapotában a 46 támaszkodó nyúlvány a 49 reteszelő lemez alatt van és töltés közben kevéssel a szelep lezárása előtti helyzetében éri azt el. A lezárási állapot felé haladva a 46 támaszkodó nyúlvány a 49 reteszelő lemezt alulról felemeli, majd amikor a két test érintkezése a pályaeltérés miatt megszűnik, a 49 reteszelő lemez az ütközőre visszaesik, és a 46 támaszkodó nyúlvány alá kerül. A 45,47 emelőkar a 44 permanens mágnessel együtt tovább emelkedik a szelep lezárásáig. Feltöltött tartálynál a vezérlő rendszert így általában a 41 úszó tartja. Ha a vízszintFigure 4 is a schematic diagram of one embodiment of a locking arrangement that prevents rotation around the wrist 42 in the direction of opening the valve when closed. Operation of the locking mechanism is as follows: the lever 45 of the support assembly 43 terminates in a tubular support projection 46 whose path is intersected by a tongue-shaped locking plate 49 rotating about its own weight around a horizontal axis 50 and supported by an adjustable height stop 51. From its rest position, the locking plate 49 can only be moved in one direction around its axis 50. The location of the locking plate 49 is selected such that, when the flushing container 31 is being filled, the support projection 46 is below the locking plate 49 when the solenoid valve is open and reaches a position slightly before closing the valve during filling. Moving toward the locking state, the leaning projection 46 lifts the locking plate 49 from below, and when the contact of the two bodies is terminated due to the path misalignment, the latching plate 49 falls back onto the stop and is placed under the leaning projection 46. The lever 45.47, together with the permanent magnet 44, rises further until the valve is closed. With the tank filled, the control system is thus generally maintained by the float 41. If the water level

HU 209 168 Β csökkénese miatt a 45 emelőkar a 48 úszóval együtt süllyedni kezd, 46 támaszkodó nyúlványával az 51 ütköző által alátámasztott 49 reteszelő lemezen fennakad és nem tud a szelep nyitásához tartozó helyzetéig elfordulni, amíg útjából külső beavatkozással a reteszelő lemezt el nem mozdítjuk. E célra szolgál a súlyszeleppel, vagy annak emelőkarjával kényszerkapcsolatban lévő 52 emelőrúd, amely a súlyszelep nyitásával együtt a 49 reteszelő lemezt úgy megemeli, hogy az a 46 támaszkodó nyúlvány fölé kerül és a 45 emelőkar, továbbá a 44 mágnes nyitóirányú elmozdulását nem gátolja.Due to the decrease of 168 Β, the lever 45 begins to lower with the float 48, with its support projection 46 resting on the locking plate 49 supported by the stop 51, and cannot rotate until the valve is opened to open the locking plate by external action. This is done by forcibly engaging the lifting rod 52 in contact with the weight valve or its lever arm, which, when the weight valve is opened, lifts the locking plate 49 so that it is positioned over the support projection 46 and does not inhibit the opening movement of the lever arm 45 and magnet 44.

Tekintettel arra, hogy a mágnesszelep vezérlésének a találmány szerinti megoldásánál kellően nagy a „holtjátéka”, a reteszelő szerkezet beállítása a működés szempontjából nem problematikus.Given that the solenoid control of the present invention is sufficiently large for "backlash", the adjustment of the locking mechanism is not problematic from the operational point of view.

A szelep üzembiztos nyitását és zárását a permanens mágnes anyagának, ezzel fajlagos energiatartalmának, alakjának és a szelepszárhoz viszonyított elhelyezésének megfelelő megválasztásával tudjuk elérni. A vezérléshez szükséges mágneses erőtérváltozást a 42 csukló körüli elfordulással létrehozott mágnes helyzetváltozása biztosítja. A töltőszelep lezárásához tartozó vízszintet a 45 és 47 emelőkarok csatlakozási szögének állításával lehet változtatni.Reliable opening and closing of the valve can be achieved by properly selecting the material of the permanent magnet, thereby its specific energy content, shape and position relative to the valve stem. The magnetic field change required for control is provided by the position change of the magnet created by rotation around the wrist 42. The water level for closing the filling valve can be changed by adjusting the connection angle of the lifting arms 45 and 47.

Claims

PATENT CLAIMS

A two-position, diaphragm-closed, solenoid-actuated servo valve for filling flushing tanks, wherein a control hole (39) is provided in the center of a resilient diaphragm (36) and a rigid closure body (37) (41) collapses with a flexible soft valve stem (40), characterized in that the valve stem (40) is displaced from the control bore (39) by a float (48) engaging the valve stem (40) floating on the surface of water in the flushing tank (31). a permanent magnet (44) or a pair of magnets moving on a forced path parallel to the longitudinal axis of the valve stem (40) to change the water level.

The diaphragm solenoid-operated servo valve according to claim 1, characterized in that, as a structural element for lifting the soft valve stem (40) out of the control bore (39), the lever arm is connected to a support arm (43) and has two angles adjustable to each other. 45, 47), a permanent magnet (44) pivoting about the wrist (42) is applied in a forced circular relationship with the float (48) as a result of a change in the water level parallel to the longitudinal axis of the valve stem (40).

Magnetically controlled servo valve according to claim 2, characterized in that it is eccentrically formed at the end of the lifting arm (45) of the permanent magnet (44) with a tubular, projecting support (46) and its forced trajectory about its horizontal axis (50). it is provided with a manually operated locking plate (49) pivoting on a stop (51).