HU220013B

HU220013B - Termosztatikus keverő csaptelep

Info

Publication number: HU220013B
Application number: HU9801235A
Authority: HU
Inventors: Alfons Knapp
Original assignee: Masco Corporation
Priority date: 1995-06-27
Filing date: 1996-06-24
Publication date: 2001-10-28
Also published as: DE69623658T2; EP0880734A1; ITTO950533A1; PL322885A1; AR002604A1; WO1997001807A1; IL122709A0; BR9608888A; CA2216146A1; KR19990008088A; HUP9801235A2; MY132278A; KR100289292B1; CA2216146C; IL122709A; ITTO950533A0; AU6391696A; JP3034051B2; HUP9801235A3; MX9709195A

Abstract

A találmány termosztatikus keverő csaptelep, amelynek hidegvíz-csatlakozással (18) és melegvíz-csatlakozással ellátott alapteste van,ezen elfordítható fogantyútest van elrendezve, amely hidegvíz-nyílással (38) és melegvíz- nyílással (40) rendelkező,mennyiségszabályzó első szelepegységgel van együttműködő kapcsolatban.Ennek a hidegvíz-nyílása (38) a hidegvíz-csatlakozással kapcsolatbanlévő hidegvíz-betápláló nyílással (30), a melegvíz- nyílása (40) pediga melegvíz-csatlakozással kapcsolatban lévő melegvíz-betáplálónyílással (32) szomszédosan és azzal együttműködően van elrendezve.Továbbá gyűrű alakú hőfokszabályzó második szelepegysége van, amely afogantyútesten belül, első szelepülék és második szelepülék közöttaxiális irányban elmozdíthatóan van elrendezve. Az első szelepülék amásodik szelepegység egyik axiális végének közelében, a másodikszelepülék (56) pedig a második szelepegység (26) másik, axiálisirányban szemközti végének közelében van kialakítva. A másodikszelepegységen belül olyan első beömlőjárattal van ellátva, amelykapcsolatban van az első szelepülékkel, annak radiális méretén belül,és áramlásirányba tekintve olyan hátsó vége van, amelyösszeköttetésben van az első szelepülékkel és a második szelepegységelső axiális végével azok teljes kerülete mentén. Ezáltal az elsőszelepülék és a második szelepegység között első körkörös áramlásijáratot képezünk a második szelepegységen belül, valamint attólradiálisan kifelé, egészen a keverőkamráig. Második beömlőjárata isvan, amely keresztülhalad az első szelepüléken és a másodikszelepegység belsején, annak radiális méretén belül, valamintáramlásirányba tekintve hátsó vége van, amely összeköttetésben van amásodik szelepülékkel és a második szelepegység második axiálisvégével azok teljes kerülete mentén. Ezáltal második körkörös áramlásijáratot képezünk a második szelepülék és a második szelepegységközött, mégpedig a második szelepegység belsejétől radiálisan kifeléegészen a keverőkamráig. Az első beömlőjárat a hideg- és melegvíz-betápláló nyílásoktól (30, 32) a keverőkamráig (80) le van zárva amásodik szelepegység belsejében, a második beömlőjárathoz (46) képest.Továbbá termosztatikus eleme van, amely a keverőkamrában axiálisaneltolhatóan van elrendezve, és a hőfokszabályzó másodikszelepegységgel annak az első és második szelepülékek közöttiaxiálisan menesztése értelmében együttműködő kapcsolatban van. Akeverőkamra kiömléssel van kapcsolatban. A mennyiségszabályzó elsőszelepegységnek a keresztülhaladó folyadékáramokat szabályzó nyílásai(30, 32, 38, 40) két, egymással koncentrikusan és egymáshoz képestviszonylag elfordítható szeleptárcsában (22, 24) vannak kialakítva.Lényege, hogy legalább az áramlási mennyiséget szabályzó nyílások (30,32, 38, 40) egyike olyan áramlási ellenállással, előnyöse

Description

KIVONAT

A találmány termosztatikus keverő csaptelep, amelynek hidegvíz-csatlakozással (18) és melegvíz-csatlakozással ellátott alapteste van, ezen elfordítható fogantyútest van elrendezve, amely hidegvíz-nyílással (38) és melegvíznyílással (40) rendelkező, mennyiségszabályzó első szelepegységgel van együttműködő kapcsolatban. Ennek a hidegvíz-nyílása (38) a hidegvíz-csatlakozással kapcsolatban lévő hidegvíz-betápláló nyílással (30), a melegvíznyílása (40) pedig a melegvíz-csatlakozással kapcsolatban lévő melegvíz-betápláló nyílással (32) szomszédosán és azzal együttműködőén van elrendezve. Továbbá gyűrű alakú hőfokszabályzó második szelepegysége van, amely a fogantyútesten belül, első szelepülék és második szelepülék között axiális irányban elmozdíthatóan van elrendezve. Az első szelepülék a második szelepegység egyik axiális végének közelében, a második szelepülék (56) pedig a második szelepegység (26) másik, axiális irányban szemközti végének közelében van kialakítva. A második szelepegységen belül olyan első beömlőjárattal van ellátva, amely kapcsolatban van az első szelepünkkel, annak radiális méretén belül, és áramlásirányba tekintve olyan hátsó vége van, amely összeköttetésben van az első szelepünkkel és a második szelepegység első axiális végével azok teljes kerülete mentén. Ezáltal

5. ábra

HU 220 013 B

A leírás terjedelme 12 oldal (ezen belül 3 lap ábra)

HU 220 013 Β az első szelepülék és a második szelepegység között első körkörös áramlási járatot képezünk a második szelepegységen belül, valamint attól radiálisán kifelé, egészen a keverőkamráig. Második beömlőjárata is van, amely keresztülhalad az első szelepüléken és a második szelepegység belsején, annak radiális méretén belül, valamint áramlásirányba tekintve hátsó vége van, amely összeköttetésben van a második szelepünkkel és a második szelepegység második axiális végével azok teljes kerülete mentén. Ezáltal második körkörös áramlási járatot képezünk a második szelepülék és a második szelepegység között, mégpedig a második szelepegység belsejétől radiálisán kifelé egészen a keverőkamráig. Az első beömlőjárat a hideg- és melegvíz-betápláló nyílásoktól (30, 32) a keverőkamráig (80) le van zárva a második szelepegység belsejében, a második beömlőjárathoz (46) képest. Továbbá termosztatikus eleme van, amely a keverőkamrában axiálisan eltolhatóan van elrendezve, és a hőfokszabályzó második szelepegységgel annak az első és második szelepülékek közötti axiálisan menesztése értelmében együttműködő kapcsolatban van. A keverőkamra kiömléssel van kapcsolatban. A mennyiségszabályzó első szelepegységnek a keresztülhaladó folyadékáramokat szabályzó nyílásai (30, 32, 38, 40) két, egymással koncentrikusan és egymáshoz képest viszonylag elfordítható szeleptárcsában (22, 24) vannak kialakítva. Lényege, hogy legalább az áramlási mennyiséget szabályzó nyílások (30,32,38,40) egyike olyan áramlási ellenállással, előnyösen szűkített szakasszal (90) rendelkezik, amely az első és második beömlőjáratok folyadékáramok változásakor az első és második beömlőjáratokon keresztülengedett folyadékáramok arányát csak az első és második beömlőjáratok teljes folyadékmennyiségének változtatása értelmében szabályzó kialakítású.

A találmány tárgya termosztatikus keverő csaptelep, azaz olyan termosztatikusan vezérelt keverőszelep, amely az átömlési keresztmetszeteket a beállított kevert vízhőfoknak megfelelően szabályozni képes kialakítású.

Keverő csaptelepeket széles körben alkalmaznak a különböző vízvezetékrendszereknél. Ezeknek a keverő csaptelepeknek az a rendeltetésük, hogy az elkülönített forró- és hidegvíz-beömlésből kevert vízáramot adjanak. Másrészt, az ilyen kézi keverő csaptelepek termosztatikus vezérlése is ismert. A termosztatikus szelepvezérlésnek az a rendeltetése, hogy a szelep állandó utánállítását kiküszöbölje, ha a bevezetett forró víz hőmérséklete ingadozik. Mint ismert, a vízvezetékrendszerekben a forró víz hőmérséklete jelentős mértékben ingadozhat. Továbbá, a hideg víz vezetékén belül a nyomás ugyancsak változhat, ami ugyancsak megváltoztatja a forró és hideg víz részarányát, következésképpen megváltoztatja a kevert víz hőmérsékletét.

Az ismert termosztatikus szelepek (például: US 5340018 számú szabadalom) közös hiányossága, hogy azok általában túl robusztus kivitelűek, a hagyományos, termosztatikus szabályzással nem rendelkező keverő csaptelepekhez képest. Ez annak tulajdonítható, hogy a beömlőcsonkokat a központi helyzetű termosztatikus szelep számára középen kell elrendezni, azaz a szokásos kétoldali beömlés nem alkalmazható.

Ha termosztatikus szelepet építenek a keverő csaptelepbe, akkor a térfogatszabályzó vagy áramlásszabályzó szelep elrendezhető a termosztatikus szelepelem előtt vagy után. Ha a kevert vízáramban a termosztatikus elem után kívánják a folyadékáramot szabályozni, akkor meg egyirányú szelepek beépítésére van szükség, hogy megakadályozzák az esetleges közlekedést a forró víz és a hideg víz vezetékei között. Ha a forró és a hideg víz mennyiségszabályzása a termosztatikus szelep előtt történik, tehát mielőtt a vízkeverés történik, az ilyen egyirányú szelepekre nincs szükség. Gazdaságossági okokból a termosztatikus keverő csaptelepek mennyiségszabályzása a termosztatikus szelepelem előtt történik.

Azonban, ha a vízmennyiséget a forró és a hideg víz betáplálásához képest szabályozzuk, akkor a termosztatikus szerkezet nem képes állandó hőmérsékletet fenntartani a folyadékáramok változása miatt. Jól ismert, hogy ha a forró és a hideg víz beadagolást nyomásai közelítőleg azonosak, vagy ha a forró víz beömlése kissé alacsonyabb nyomáson történik, mint a hideg víz betáplálása, akkor a forró- és a hidegvíz-betáplálások közötti folyadékmennyiségek közötti különbség nő abban az esetben, ha a kevert folyadékáramot csökkentik, és néha jelentős lehet a hőmérséklet növekedése. Másrészt, ha a forró víz betáplálást nyomása lényegesen alacsonyabb, mint a hideg vízé, ami gyakran előfordul a forró víz csővezetékeinek fokozott korróziója miatt, akkor a forró és a hideg víz mennyiségei közötti különbség csökken, ha a kevert folyadékmennyiséget csökkentik.

Ismertek olyan keverő csaptelepek is, amelyeknél két tárcsaszerű szelepelem nyílásai szabályozzák a vízáram alakját a forró- és a hidegvíz-beömlések között. Azonban ezek a szeleptányérok úgy vannak beállítva, hogy azok egymáshoz képest viszonylagosan elfordíthatok, és transzlációs mozgást is végezhetnek, eközben mechanikusan szabályozzák a teljes folyadékmennyiséget, azaz a forró és a hideg vízből kevert víz hőmérsékletét.

A jelen találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése, azaz olyan kompakt termosztatikus szelep létrehozása, amely könnyen összeszerelhető, és megbízhatóan szabályozza a kiömlő kevert vízáram hőmérsékletét. Célunk továbbá az is, hogy olyan termosztatikus szabályzást alakítsunk ki a folyadék mennyiségét szabályzó szelepben, amely bármilyen folyadékaránynál helyes termosztatikus szabályozást képes végezni.

A kitűzött feladatot a jelen találmány szerint olyan termosztatikus keverő csapteleppel oldottuk meg, amelynek hidegvíz-csatlakozással és melegvíz-csatlakozással ellátott alapteste van, ezen elfordítható fogantyútest van elrendezve, amely hideg vizet és meleg vizet szabályozó nyílásokkal rendelkező, mennyiségszabályzó első szelepegységgel van együttműködő kapcsolatban. Ennek a

HU 220 013 Β hideg vizet szabályzó nyílása a hidegvíz-csatlakozással kapcsolatban lévő hidegvíz-betápláló nyílással, a meleg vizet szabályzó nyílása pedig a melegvíz-csatlakozással kapcsolatban lévő melegvíz-betápláló nyílással szomszédosán, és azzal együttműködőén van elrendezve. Továbbá gyűrű alakú hőfokszabályzó második szelepegysége van, amely a fogantyútesten belül, első és második szelepülékek között axiális irányban elmozdíthatóan van elrendezve. Az első szelepülék a második szelepegység egyik axiális végének közelében, a második szelepülék pedig a második szelepegység másik, axiális irányban szemközti végének közelében van kialakítva. A második szelepegységen belül olyan első beömlőjárattal van ellátva, amely kapcsolatban van az első szelepünkkel, annak radiális méretén belül, és áramlásirányba tekintve olyan hátsó vége van, amely összeköttetésben van az első szelepünkkel és a második szelepegység első axiális végével, azok teljes kerülete mentén. Ezáltal az első szelepülék és a második szelepegység között első körkörös áramlási járatot képez a második szelepegységen belül, valamint attól radiálisán kifelé, egészen a keverőkamráig. Továbbá második beömlőjárata van, amely keresztülhalad az első szelepünkén és a második szelepegység belsején, annak radiális méretén belül, és áramlásirányba tekintve hátsó vége van, amely összeköttetésben van a második szelepünkkel és a második szelepegység második axiális végével, azok teljes kerülete mentén. Ezáltal második körkörös áramlási járatot képez a második szelepülék és a második szelepegység között, mégpedig a második szelepegység belsejétől radiálisán kifelé, egészen a keverőkamráig. Az első beömlőjárat a hidegvíz- és melegvíz-betápláló nyílásoktól a keverőkamráig le van zárva a második szelepegység belsejében, a második beömlőjárathoz képest. Továbbá, termosztatikus eleme van, amely a keverőkamrában axiálisan eltolhatóan van elrendezve, és a hőfokszabályzó második szelepegységgel, annak az első és második szelepülékek közötti axiálisan menesztése értelmében együttműködő kapcsolatban van. A keverőkamra kiömléssel van kapcsolatban. A mennyiségszabályzó első szelepegységnek a keresztülhaladó folyadékáramokat szabályzó nyílásai két, egymással koncentrikusan és egymáshoz képest viszonylag elfordítható szeleptárcsában vannak kialakítva. A találmány lényege, hogy legalább az áramlási mennyiségszabályzó nyílások egyike olyan áramlási ellenállással, például szűkített szakasszal rendelkezik, amely az első és második beömlőjáratok folyadékáramok változásakor az első és második beömlőjáratokon keresztülengedett folyadékáramok arányát csak az első és második beömlőjáratok teljes folyadékmennyiségének változtatása értelmében szabályzó kialakítású.

Célszerű az olyan kivitel, amelynél a hideg vizet szabályzó nyílások szabad áramlási keresztmetszete az elmozdítható szeleptárcsa teljesen nyitott helyzetből a zárt helyzetbe való elmozdítása közbeni állapotban kisebb, mint a meleg vizet szabályozó nyílásoké.

Adott esetben a meleg vizet szabályzó nyílások szabad áramlási keresztmetszete az elmozdítható szeleptárcsa teljesen nyitott helyzetéből a zárt helyzetébe való elmozdulása közbeni állapotában kisebb lehet, mint a hideg vizet szabályozó nyílásoké.

Olyan kivitel is lehetséges, amelynél a meleg vizet szabályzó nyílás áramlási ellenállása az elfordítható szeleptárcsa elfordítási szögével fordítva nő, a szeleptárcsának a maximális folyadékáramot átbocsátó helyzetéből a zárási helyzetébe történő elmozdítása közbeni állapotában.

De olyan kivitel is alkalmazható, amelynél a hideg vizet szabályzó nyílás áramlási ellenállása fordítottan arányos a szeleptárcsák teljesen nyitott helyzetből zárt helyzetbe való viszonylagos elfordítási szögével, ugyanakkor a meleg vizet szabályzó nyílás áramlási ellenállása lényegében állandó értékű marad.

A találmány szerinti másik termosztatikus keverő csaptelepnek hidegvíz-csatlakozással és melegvíz-csatlakozással ellátott alapteste van, ezen elfordítható fogantyútest van elrendezve. Ez hidegvíz- és melegvíz-nyílásokkal rendelkező, mennyiségszabályzó első szelepegységgel van együttműködő kapcsolatban. Ennek a hideg vizet szabályzó nyílása a hidegvíz-csatlakozással kapcsolatban lévő hidegvíz-betápláló nyílással, a meleg vizet szabályzó nyílása pedig a melegvíz-csatlakozással kapcsolatban lévő melegvíz-betápláló nyílással szomszédosán, és azzal együttműködőén van elrendezve. Továbbá termosztatikus eleme van, ez elmozdítható hőfokszabályzó második szelepegységgel van együttműködő kapcsolatban, amely keverőkamrában lévő folyadék hőmérséklete függvényében a hideg és meleg vizet szabályozó nyílások áramlási keresztmetszetének szabályzása értelmében első és második szelepülékek között elmozdíthatóan van elrendezve. A mennyiségszabályzó első szelepegységnek a keresztülhaladó folyadékáramokat szabályzó nyílásai két, egymással koncentrikusan és egymáshoz képest viszonylag elfordítható szeleptárcsában vannak kialakítva. Lényege, hogy legalább az áramlási mennyiségszabályzó nyílások egyike olyan áramlási ellenállással, előnyösen szűkített szakasszal rendelkezik, amely az első és második beömlőjáratok folyadékáramok változásakor az első és második beömlőjáratokon keresztülengedett folyadékáramok arányát csak az első és második beömlőjáratok teljes folyadékmennyiségének változtatása értelmében szabályzó kialakítású.

Célszerűen a hideg vizet szabályzó nyílások szabad áramlási keresztmetszete az elmozdítható szeleptárcsa teljesen nyitott helyzetből a zárt helyzetbe való elmozdítása közbeni állapotban kisebb, mint a meleg vizet szabályzó nyílásoké.

Olyan kivitel is lehetséges azonban, amelynél a meleg vizet szabályzó nyílások szabad áramlási keresztmetszete az elmozdítható szeleptárcsa teljesen nyitott helyzetéből a zárt helyzetébe való elmozdulása közbeni állapotában kisebb, mint a hideg vizet szabályzó nyílásoké.

Előnyösen a meleg vizet szabályzó nyílás áramlási ellenállása az elfordítható szeleptárcsa elfordítási szögével fordítva nő, a szeleptárcsának a maximális folyadékáramot átbocsátó helyzetéből a zárási helyzetébe történő elmozdítása közbeni állapotában.

HU 220 013 Β

A hideg vizet szabályzó nyílás áramlási ellenállása fordítottan arányos lehet a szeleptárcsák teljesen nyitott helyzetből zárt helyzetbe való viszonylagos elfordítási szögével, ugyanakkor a meleg vizet szabályzó nyílás áramlási ellenállása lényegében állandó értékű maradhat.

A találmányt részletesebben a csatolt rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti megoldás példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon:

az 1. ábra a találmány szerinti termosztatikus keverő csaptelep példakénti kiviteli alakjának metszete;

a 2. ábra az 1. ábra szerinti megoldás részletének, nevezetesen a fix szeleptárcsa nézete; a 3. ábra az 1. ábra szerinti megoldás további részletének, nevezetesen az elfordítható szeleptárcsa felülnézete;

a 4. ábrán a 2. és 3. ábra szerinti részletek összeszerelt és teljesen nyitott állapotban, nézetben láthatók;

az 5. ábra a 4. ábra szerinti megoldást részben zárt állapotban szemlélteti, ugyancsak nézetben;

a 6. ábra a találmány szerinti fix szeleptárcsa másik változatának felülnézete;

a 7. ábra a 6. ábra szerinti megoldás további változatát szemlélteti;

a 8. ábra a 7. ábrán 8-8 vonal mentén vett metszet, amely az elfordítható szeleptárcsát teljesen nyitott helyzetében szemlélteti; a 9. ábrán a 8. ábrához hasonló metszet látható, amelyen a 8. ábrán látható fix szeleptárcsa, a részben zárt helyzetű elfordítható szeleptárcsa további változatával társítva látható.

Amint az 1. és 2. ábrán látható, a találmány szerinti termosztatikus keverő 10 csaptelepnek 12 fogantyúteste van, amely 14 csatlakozóidomban elfordíthatóan van elrendezve. A 14 csatlakozóidomnak 16 hidegvízcsatlakozása és 18 melegvíz-csatlakozása van. A 12 fogantyútest 17 alaptesthez képest elfordíthatóan van elrendezve, amely a 14 csatlakozóidomban van rögzítve. Továbbá a keverő 10 csaptelepnek áramlásszabályzó első 20 szelepegysége van, amely két, a jelen esetben kerámiából készült, és egymáshoz képest viszonylagosan elfordíthatóan elrendezett 22 és 24 szeleptárcsábói áll. Ezek közül a 22 szeleptárcsa a jelen esetben fixen van rögzítve a 17 alaptestben. A másik 24 szeleptárcsa viszont 25 csapbetét alsó részében elfordíthatóan van elrendezve.

A 25 csapbetét termosztatikus szabályzású, gyűrű alakú hőfokszabályzó második 26 szelepet foglal magában, amely a kevert víz hőmérséklet-szabályzást végzi. A hőmérséklet-szabályzó második 26 szelepegység az áramlásszabályzó első 20 szelepegység után - a víz áramlási irányában tekintve - van beépítve, mégpedig a 12 fogantyútest belső terébe, és ezzel szabályozható a kevert vízáram hőmérséklete, amely kilép a 10 csaptelep 28 kiömlőjáratán. A termosztatikus hőfokszabályzó második 26 szelepegység részletesebb ismertetése megtalálható WO/95/30940. és WO/95/30939. számú nemzetközi (PCT) szabadalmi leírásokban, amelyekre itt referenciaként utalunk.

A fix 22 szeleptárcsa 30 hideg vizet betápláló 30 nyílással és meleg vizet betápláló 32 nyílással van ellátva, továbbá központi elrendezésű 34 kiömlőnyílással rendelkezik a kevert víz számára. Az elfordítható 24 szeleptárcsa az elfordítható 12 fogantyútesthez van rögzítve a csapbetét belső 36 betételeme révén, így az a 12 forgattyútesttel együtt elfordítható. Az elfordítható 24 szeleptárcsának a bevezetett hideg és meleg víz mennyiségének szabályozására 38 és 40 nyílásai vannak, továbbá, központi 42 kiömlőnyílással van ellátva, amely koaxiális helyzetű a fix 22 szeleptárcsa 34 kiömlőnyílásával.

A 12 fogantyútest elfordításakor az elfordítható 24 szeleptárcsa elfordul a fix 22 szeleptárcsához képest, így az elfordulás mértékétől függően lefedi a 38 és a 40 nyílás a 30, illetve a 32 nyílás szabad áramlási keresztmetszetének egy részét, vagy egészét, és ezáltal szabályozható a meleg víz és hideg víz közös, azaz kevert áramának mennyisége. A 30, 32, 38 és 40 nyílások kontúrjának a 22 és 24 szeleptárcsákban való kialakítására részletesebben alább térünk ki.

A belső 36 betételemnek a forró víz számára első 44 beömlőjárata van, amely egy vonalba esik a 40 nyílással, valamint a hideg víz számára második 46 beömlőjárattal rendelkezik, amely egy vonalba esik a 38 nyílással. A központi kevert víz számára 43 kiömlése van, amely egy vonalba esik a 42 kiömlőnyílással, a 34 kiömlőnyílással, valamint a 28 kiömlőjárattal.

Az első 44 beömlőjárat körkörös alakú, áramlásirányba tekintve hátsó 48 véggel rendelkezik, amely a 36 betételemben elhelyezkedő, körkörös első 50 szelepünkkel, valamint a termosztatikus vezérlésű, második 26 szelepegység axiálisan alsó 52 végével szomszédosán helyezkedik el.

A második 46 beömlőjáratnak körkörös alakú, áramlásirányban tekintve hátsó 54 vége van, amely körkörös második 56 szelepünkkel és a második 26 szelepegység axiálisan felső 58 végével szomszédosán van elrendezve.

A második 56 szelepünk a belső 36 szelepelemen van kialakítva. A hideg víz 46 beömlőjárata axiális irányban keresztülhalad a hőfokszabályzó második szelepegységen, mégpedig annak a radiális méretén belül. A 36 betételemnek közbenső 60 tömítőfészke van, amelyben 62 tömítés ül. Ez letömíti a forró víz 44 beömlőjáratát a hideg víz 46 beömlőjáratától, a hőfokszabályzó második 26 szelepegység axiális méretén belül.

A hőfokszabályzó második 26 szelepegység 64 befogógyűrűhöz menetes kapcsolattal van rögzítve. A második 26 szelepegységet 66 rugó szorítja az 56 szelepünkre, és ilyenkor lezárja a 46 beömlőjáratot. A 64 befogógyűrű a belső 36 betételem fölé nyúlik, és termosztatikus 70 elem 68 szakaszához együttműködőén kapcsolódik.

A termosztatikus 70 elemnek kinyúló, dugattyúszerű 72 csapja van, amely biztonsági rugókioldó 74 ülőkkel kapcsolódik, amely viszont kézzel állítható hőfok4

HU 220 013 Β szabályzó 76 fogantyúra van szerelve. A 76 fogantyú csavaros kapcsolattal van rögzítve a 12 fogantyútesthez, mégpedig 75 betéten keresztül, amelynek révén a termosztatikus 70 elem a 25 csapbetéten belül emelhető vagy süllyeszthető. A 68 szakasz a belső 36 betételem a központi 42 kiömlőnyílásába nyúlik.

A 25 csapbetét olyan szerkezeti egységet képez, amely a hőfokszabályzó második 26 szelepegységet, az első 50 szelepülék belső részét és a második 56 szelepünket is közrefogja. A termosztatikus 70 elem a 64 befogógyűrűhöz van rögzítve, amely viszont a hőfokszabályzó második 26 szelepegységhez kapcsolódik. A 66 rugó a 36 betételem és a hőfokszabályzó második 26 szelepegység közé van építve.

Működtetéskor a 16 hidegvíz-csatlakozáson keresztül betáplált vízáram keresztülhalad az áramlásszabályzó első 20 szelepegységen, és axiálisan felfelé halad a belső 36 betételemen keresztül, majd a hideg víz radiálisán kifelé halad az első 50 szelepülék és a hőfokszabályzó második 26 szelepegység közötti állítható 78 résen keresztül, és végül 80 keverőkamrába jut.

A 18 melegvíz-csatlakozásból érkező vízáram keresztülhalad az áramlásszabályzó második 20 szelepegységen, ezután axiálisan felfelé áramlik a belső 36 betételemen keresztül, majd a második 56 szelepülék és a második 26 szelepegység közötti állítható 79 résen keresztül axiálisan kifelé halad, és végül így jut a 80 keverőkamrába.

A vízáramok a 80 keverőkamrában egymással keverednek, majd radiálisán visszafelé befelé haladnak a központi 42 kiömlőnyíláshoz, elhagyják a 25 csapbetétet és végül is a 28 kiömlőjáraton keresztül a keverő 10 csaptelepet. A termosztatikus 70 elem az előre beállított hőfokértéknek megfelelően automatikusan elmozdítja a hőfokszabályzó második 26 szelepegységet axiális irányba, ezáltal állítja az átömlő 78 és 79 rések méretét. A termosztatikus 70 elem belső kialakítása önmagában ismert, a kereskedelmi forgalomban beszerezhető, ezért erre részletesebben nem térünk ki.

Az áramlásszabályzó, vagyis mennyiségszabályzó első 20 szelepegység zárt helyzetében megakadályoz mindenfajta vízbeáramlást a 16 hidegvíz-csatlakozástól és a 18 melegvíz-csatlakozástól, ezért a 10 csaptelepet nem kell külön ellátni egyirányú áramlást biztosító szelepekkel.

A 3-9. ábrák kapcsán részletesebben írjuk le a jelen esetben kerámiából készült 22 és 24 szeleptárcsák kialakítását, valamint a fix 22 szeleptárcsában a találmányunk szerint kialakított hideg vizet szabályzó 30 nyílás és a meleg vizet szabályzó 32 nyílás, valamint az elmozdítható 24 szeleptárcsában kialakított 38 és 40 nyílások sajátos alakját és működésmódját. A jobb áttekinthetőség kedvéért, a 22 és 24 szeleptárcsákat különböző átmérővel szemléltettük, de megjegyezzük, hogy a 22 és 24 szeleptárcsák átmérője adott esetben lehet azonos is, azaz az átmérőnek a találmány szempontjából nincs különösebb jelentősége.

Amint fentebb már említettük, a vízáram csökkenése a hagyományos keverő csaptelepeknél többnyire a kevert víz hőmérsékletének emelkedését idézi elő, és ezt a hőmérséklet-emelkedést korrigálni kell. A 2. ábrán a fix 22 szeleptárcsa példakénti kiviteli alakja látható, amely az ábrázolt alakú hideg vizet szabályzó 30 nyílással és a meleg vizet szabályzó 32 nyílással van ellátva. A 30 nyílás a jelen esetben ívelt oldalfelületekkel rendelkezik, de a szélessége állandó. A meleg vizet szabályzó 32 nyílás ezzel szemben speciális kialakítású, és a találmány szerinti megoldás lényeges elemét képezi. A 32 nyílásnak a 2. ábrán feltüntetett példakénti kiviteli alakjának szűkített 90 szakasza van, amely állandó szélességű, és ez nagyobb szélességű 92 szakaszba megy át.

A 3. ábrán az elmozdítható 24 szeleptárcsának olyan példakénti kiviteli alakját tüntettük fel, amelynél a hideg vizet szabályzó 38 nyílás és a meleg vizet szabályzó 40 nyílás is ívelt, és azonos szélességű áttörésekként vannak kialakítva.

A 2. és 3. ábra szerinti 22 és 24 szeleptárcsákat egymásra helyezett állapotban szemléltettük a 4. ábrán, ahol a hideg vizet szabályzó 30 és 38 nyílások, illetve és a meleg vizet szabályzó 32 és 40 nyílások egymás fölött úgy vannak elrendezve, hogy azok itt teljesen nyitottak, azaz teljes áramlási keresztmetszetük nyitva van a maximális átömléshez.

Ha az elmozdítható 24 szeleptárcsát az 5. ábrán látható helyzetbe fordítjuk el, megváltozik a szabad áramlási keresztmetszet a hideg víz átömlését szabályzó 30 és 38 nyílásoknál, és ez az átömlési keresztmetszet-csökkenés arányos az elfordítási szöggel. Viszont a találmányunk értelmében a meleg víz átömlési mennyiségét szabályozó 32 és 40 nyílások áramlási ellenállását nagyobb arányban növeljük, azaz a jelen esetben az átömlő keresztmetszet nagyobb arányú szűkítése révén, mivel a 24 szeleptárcsa elfordításának kezdetén a 22 szeleptárcsa 32 nyílásának szélesebb 92 szakasza kerül kapcsolódásba a 24 szeleptárcsa 40 nyílásával mindaddig, amíg az 5. ábrán feltüntetett helyzetbe el nem fordítottuk.

Az 5. ábrán szemléltetett szűkített helyzetben viszont már a 32 nyílás szűkebb 90 szakasza van kapcsolatban a vele társított 40 nyílással, következésképpen a meleg víz mennyiségét nagyobb mértékben csökkentettük a szabályozási művelet kezdetekor, mint a hideg víznél. Ez a sajátos szabályozási arány ellenkező értelemben (reciprok hatás) hat a kevert víz hőmérsékletének növekedésére, hiszen ezáltal a kevert vízáram teljes mennyisége viszonylag csökken. A szélesebb 90 szakasz és a szűkített 92 szakasz szélessége és hosszúsága tehát a találmány szerint mindig úgy választandó meg, hogy ezzel hatásosan kompenzáljuk a kevert víz hőmérsékletének emelkedését, vagyis kiegyenlítsük ezeket a nem kívánatos változásokat.

Adott esetben a 30 és 38, illetve 32 és 40 nyílásokat megcserélve is használhatjuk. Ilyenkor értelemszerűen a 32 és a 40 nyílások a hideg víz áramának szabályozási feladatát látják el. Ilyen esetben hasonló tulajdonságokat és kompenzációt érhetünk el azzal, ha az elmozdítható 24 szeleptárcsát ellenkező irányban fordítjuk el. Ha tehát az elmozdítható 24 szeleptárcsát ellenkező irányban fordítjuk el, a 30 és 38 nyílások szabad átömlési keresztmetszete (ezeken keresztül most meleg vizet áramoltatunk) közvetlenül az elfordítási szöggel arányo5

HU 220 013 Β san fog változni. Másrészt, a 32 és 40 nyílásokon áthaladó vízáramot (megjegyezzük, hogy most ezeken keresztül hideg vizet vezetünk) kisebb arányban csökkentjük, mivel az elfordítás kezdetekor a szűkebb 90 szakasz kerül kapcsolatba az elfordítható 24 szeleptárcsa 40 nyílásával, és ilyenkor a szélesebb 92 szakasz le van zárva.

Következésképpen, a fenti szabályozási művelet kezdetekor a meleg víz keresztüláramlási mennyiségét nagyobb mértékben csökkentettük, mint a hideg vízét, és ezzel ugyanazt a hatást érjük el, mint amire fentebb már utaltunk. Továbbá megjegyezzük, hogy a 32 nyílást a fix 22 szeleptárcsában alakítottuk ki az ábrázolt példakénti kiviteli alakoknál ugyan, de értelemszerűen hasonló hatást érhetünk el a találmányunk szerint azzal is, ha az elmozdítható 24 szeleptárcsában hasonlóképpen alakítjuk ki a 40 nyílást.

A fentiek alapján belátható, hogy hasonló hatást érhetünk el azzal, ha vagy a 30 vagy pedig a 38 nyílást olyan kontúrral alakítjuk ki, hogy a 22 és 24 szeleptárcsák viszonylagos elfordításakor a meleg víz áramát nagyobb arányban csökkentsük, mint a hideg vízét, azaz a hideg víz áramát kevésbé csökkentsük, mint a meleg vízét, miközben a 10 csaptelepet a teljesen nyitott helyzetből a teljesen zárt helyzetébe állítjuk.

Jóllehet a fentiekben bemutatott példakénti kiviteli alakoknál egyetlen nyílásra korlátozódott a speciális kontúrkialakítás, nevezetesen a 32 nyílásra, adott esetben a 22 vagy 24 szeleptárcsa mindkét nyílása hasonló kontúrral alakítható ki. De olyan kivitel is lehetséges, amelynél az egyik szeleptárcsa egyik nyílása van kialakítva a 32 nyíláshoz hasonló kontúrral, a másik szeleptárcsa egyik nyílása pedig hasonló sajátos kontúrral rendelkezik. Továbbá, a 22 és 24 szeleptárcsák akár valamennyi, egymással együttműködő nyílása kialakítható úgy, hogy a folyadékáramok változásának a fentebb ismertetett, találmány szerinti hatását éljük el.

A 6. ábrán a találmány szerinti fix szeleptárcsa ismét további kiviteli változat látható, amely hasonló a

2. ábra szerinti kivitelhez, de itt ezt a szeleptárcsát 122 hivatkozási számmal jelöltük. A 122 szeleptárcsának meleg vizet szabályzó 132 nyílása van, amelynek a szélessége azonban balról jobbra fokozatosan csökken. Ebben az esetben az elért hatás megegyezik a fentiekben ismertetett kiviteli alakéval, de még pontosabb keresztmetszet-szabályozás érhető el a szeleptárcsák viszonylagos elfordításakor.

A fentiekben ismertetett példakénti kiviteli alakoknál a szeleptárcsák a meleg- és a hidegvíz-áramok nem arányos változását biztosították azáltal, hogy legalább az egyik átömlőnyílás szélességét változtattuk a szabad átömlési keresztmetszetnek a találmány szerinti szabályozásához. Megjegyezzük azonban, hogy a nem arányos mennyiségszabályozásra más megoldások is alkalmazhatók, például az egyik, vagy több járatban más módokon változtatható az áramlási ellenállás a másik járathoz képest.

A 7. és 8. ábrákon a szeleptárcsák ismét további példakénti változata látható, ahol a 7. ábrán a fix szeleptárcsa egy további változatát tüntettük fel, a 8. ábrán pedig részbeni metszetben látható az alsó fix 222 szeleptárcsa, amely fölött az elfordítható 24 szeleptárcsa helyezkedik el, amelynek kialakítása megegyezik a

3. ábra szerinti kivitellel. Azonban a 8. ábrán jól kivehető, hogy meleg vizet szabályozó 232 nyílás lépcsős kialakítású, úgyhogy az alsó 236 homlokoldalnál csökkentett vagy szűkített, nyitott 235 szakaszt alakítottunk ki, amely a szemben fekvő 233 homlokoldal irányába kibővülő 237 szakaszban folytatódik. Az áramlási ellenállás fokozatosan nő, ha a 237 szakasz jobboldali 239 vége irányába halad a folyadékáram. Az eredmény lényegében hasonló azzal, ha a nyílás szélességét változtatjuk különböző szakaszokban.

Az átömlőnyílás olyan módon is szabályozható, ahogy azt például a 9. ábrán részben metszetben tüntettük fel. Itt a meleg vizet szabályozó 332 nyílásnak szűkített 335 szakasza van, amely bővebb 337 szakaszba megy át. A 337 szakasz alsó 341 kontúrja lejtős, azaz a 335 szakasztól kezdődően a jobboldali 339 vége irányába lejtősen emelkedik, ezzel pedig olyan mennyiségszabályzást érünk el, amely bizonyos alkalmazásmódoknál célszerű lehet.

A 6-9. ábrákon látható példakénti kiviteli alakok a nyíláskeresztmetszetek különböző más változataival kombinálhatok, és ezek bizonyos esetekben kombinálhatok a nyílásszélességek változtatásával. Más szavakkal, a fentiekben ismertetett különböző jellemzők egymással kombinálhatok annak érdekében, hogy különböző folyadékáram-változásokat érjünk el a találmány szerinti módon.

A találmány szerinti keverő 10 csaptelephez való termosztatikus szelep tehát megbízhatóan szabályozza a kiömlő kevert vízáram hőmérsékletét olyan esetekben is, amikor a vízhálózati körülmények, vagy egyéb üzemi paraméterek következtében ingadozásokra kell számítani. A találmány szerinti megoldás javítja a termosztatikus szabályzás minőségét, ugyanis a találmányi alapgondolat nélkül a kiömlő vízmennyiség előre meghatározott vagy beállított hőmérséklete nem tartható.

Végül megjegyezzük, hogy a bemutatott és leírt példakénti kiviteli alakokon túlmenően számos más változat és módosítás is elképzelhető az igényelt oltalmi körön belül.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Termosztatikus keverő csaptelep, amelynek hidegvíz-csatlakozással és melegvíz-csatlakozással ellátott alapteste van, ezen elfordítható fogantyútest van elrendezve, amely hidegvíz-nyílással és melegvíz-nyílással rendelkező, mennyiségszabályzó első szelepegységgel van együttműködő kapcsolatban, ennek a hideg vizet szabályozó nyílása a hidegvíz-csatlakozással kapcsolatban lévő hidegvíz-betápláló nyílással, a meleg vizet szabályozó nyílása pedig a melegvíz-csatlakozással kapcsolatban lévő melegvíz-betápláló nyílással szomszédosán, és azzal együttműködőén van elrendezve, továbbá gyűrű alakú hőfokszabályzó második szelepegysége van, amely a fogantyútesten belül, első szelepülék és második szelepülék között axiális irányban elmozdít6

HU 220 013 Β hatóan van elrendezve, ahol az első szelepülék a második szelepegység egyik axiális végének közelében, a második szelepülék pedig a második szelepegység másik, axiális irányban szemközti végének közelében van kialakítva; a második szelepegységen belül olyan első beömlőjárattal van ellátva, amely kapcsolatban van az első szelepünkkel annak radiális méretén belül, és áramlásirányba tekintve olyan hátsó vége van, amely összeköttetésben van az első szelepülékkel és a második szelepegység első axiális végével azok teljes kerülete mentén, ezáltal az első szelepülék és a második szelepegység között első körkörös áramlási járatot képez a második szelepegységen belül, valamint attól radiálisán kifelé, egészen a keverőkamráig; továbbá második beömlőjárata van, amely keresztülhalad az első szelepüléken és a második szelepegység belsején, annak radiális méretén belül, és áramlásirányba tekintve olyan hátsó vége van, amely összeköttetésben van a második szelepülékkel és a második szelepegység második axiális végével azok teljes kerülete mentén, ezáltal második körkörös áramlási járatot képez a második szelepülék és a második szelepegység között, mégpedig a második szelepegység belsejétől radiálisán kifelé egészen a keverőkamráig; az első beömlőjárat a hideg és meleg vizet betápláló nyílásoktól a keverőkamráig le van zárva a második szelepegység belsejében, a második beömlőjárathoz képest; valamint termosztatikus eleme van, amely a keverőkamrában axiálisan eltolhatóan van elrendezve, és a hőfokszabályzó második szelepegységgel annak az első és második szelepülékek közötti axiálisan menesztése értelmében együttműködő kapcsolatban van, továbbá a keverőkamra kiömléssel van kapcsolatban; a mennyiségszabályzó első szelepegységnek a keresztülhaladó folyadékáramokat szabályzó nyílásai két, egymással koncentrikusan, egymás fölött és egymáshoz képest viszonylag elfordítható szeleptárcsában vannak kialakítva, azzal jellemezve, hogy legalább az áramlási mennyiséget szabályzó nyílások (30, 32, 38, 40) egyike olyan áramlási ellenállással, előnyösen szűkített szakasszal (90; 235; 335) rendelkezik, amely az első és második beömlőjáratok (44,46) folyadékáramainak változásakor az első és második beömlőjáratokon (44, 46) keresztülengedett folyadékáramok arányát csak az első és második beömlőjáratok (44, 46) teljes folyadékmennyiségének változtatása értelmében szabályzó kialakítású.
2. Az 1. igénypont szerinti termosztatikus keverő csaptelep, azzal jellemezve, hogy a hideg vizet szabályzó nyílások (30, 38) szabad áramlási keresztmetszete az elmozdítható szeleptárcsa (24) teljesen nyitott helyzetből a zárt helyzetbe való elmozdítása közbeni állapotban kisebb, mint a meleg vizet szabályzó nyílásoké (32, 40).
3. Az 1. igénypont szerinti termosztatikus keverő csaptelep, azzal jellemezve, hogy a meleg vizet szabályzó nyílások (32, 40) szabad áramlási keresztmetszete az elmozdítható szeleptárcsa (24) teljesen nyitott helyzetéből a zárt helyzetébe való elmozdulása közbeni állapotában kisebb, mint a hideg vizet szabályzó nyílásoké (30, 38).
4. Az 1. igénypont szerinti termosztatikus keverő csaptelep, azzal jellemezve, hogy a meleg vizet szabályzó nyílás (32) áramlási ellenállása az elfordítható szeleptárcsa (24) elfordítási szögével fordított értelemben változik, a szeleptárcsának (24) a maximális folyadékáramot átbocsátó helyzetéből a zárási helyzetébe történő elmozdítása közbeni állapotában.
5. Az 1. igénypont szerinti termosztatikus keverő csaptelep, azzal jellemezve, hogy a hideg vizet szabályzó nyílás (30, 38) áramlási ellenállása fordítottan arányos a szeleptárcsák (22, 24) teljesen nyitott helyzetből zárt helyzetbe való viszonylagos elfordítási szögével, ugyanakkor a meleg vizet szabályzó nyílás (32, 40) áramlási ellenállása állandó értékű.
6. Termosztatikus keverő csaptelep, amelynek hidegvíz-csatlakozással és melegvíz-csatlakozással ellátott alapteste van, ezen elfordítható fogantyútest van elrendezve, amely hideg vizet szabályozó nyílással és meleg vizet szabályozó nyílással rendelkező, mennyiségszabályzó első szelepegységgel van együttműködő kapcsolatban, ennek az egyik nyílása a hidegvíz-csatlakozással kapcsolatban lévő hidegvíz-betápláló nyílással, a másik nyílása pedig a melegvíz-csatlakozással kapcsolatban lévő melegvíz-betápláló nyílással szomszédosán, és azzal együttműködőén van elrendezve; továbbá termosztatikus eleme van, ez elmozdítható hőfokszabályzó második szelepegységgel van együttműködő kapcsolatban, amely keverőkamrában lévő folyadék hőmérséklete függvényében a hideg és meleg vizet szabályozó nyílások áramlási keresztmetszetének szabályzása értelmében első szelepülék és második szelepülék között elmozdíthatóan van elrendezve; a mennyiségszabályzó első szelepegységnek a keresztülhaladó folyadékáramokat szabályzó nyílásai két, egymással koncentrikusan és egymáshoz képest viszonylag elfordítható szeleptárcsában vannak kialakítva, azzal jellemezve, hogy legalább az áramlási mennyiséget szabályzó nyílások (30, 32, 38,40) egyike olyan áramlási ellenállással, előnyösen szűkített szakasszal (90; 225; 335) rendelkezik, amely az első és második beömlőjáratok (44, 46) folyadékáramok változásakor az első és második beömlőjáratokon (44, 46) keresztülengedett folyadékáramok arányát csak az első és második beömlőjáratok (44,46) teljes folyadékmennyiségének változtatása értelmében szabályzó kialakítású.
7. A 6. igénypont szerinti termosztatikus keverő csaptelep, azzal jellemezve, hogy a hideg vizet szabályzó nyílások (30, 38) szabad áramlási keresztmetszete az elmozdítható szeleptárcsa (24) teljesen nyitott helyzetből a zárt helyzetbe való elmozdítása közbeni állapotban kisebb, mint a meleg vizet szabályzó nyílásoké (32,40).
8. A 6. igénypont szerinti termosztatikus keverő csaptelep, azzal jellemezve, hogy a meleg vizet szabályzó nyílások (32,40) szabad áramlási keresztmetszete az elmozdítható szeleptárcsa (24) teljesen nyitott helyzetéből a zárt helyzetébe való elmozdulása közbeni állapotában kisebb, mint a hideg vizet szabályzó nyílásoké (30, 38).
9. A 6. igénypont szerinti termosztatikus keverő csaptelep, azzal jellemezve, hogy a meleg vizet szabályzó nyílás (32) áramlási ellenállása az elfordítható sze7

HU 220 013 Β leptárcsa (24) elfordítási szögével fordított arányban változik, a szeleptárcsának (24) a maximális folyadékáramot átbocsátó helyzetéből a zárási helyzetébe történő elmozdítása közbeni állapotában.
10. A 6. igénypont szerinti termosztatikus keverő 5 csaptelep, azzal jellemezve, hogy a hideg vizet szabályzó nyílás (30, 38) áramlási ellenállása fordítottan arányos a szeleptárcsák (22,24) teljesen nyitott helyzetből zárt helyzetbe való viszonylagos elfordítási szögével, ugyanakkor a meleg vizet szabályzó nyílás (32, 40) áramlási ellenállása állandó értékű.

HU 220 013 Β