JP4386610B2 - 流量調整器 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、調整器ケーシングを備えた流量調整器であって、前記調整器ケーシングが通流通路内に、弾性材料から成る環状の絞り体によって周面係合された制御ピン又は制御円錐を有しており、前記絞り体が、この絞り体自体とケーシングに固定された少なくとも１つの構成部材との間で制御ギャップを制限しており、この制御ギャップの通流横断面が、通流時に形成される差圧下で変形する絞り体に基づき可変であり、制御ギャップが絞り体と、通流通路を制限する調整器ケーシングの内周面との間にも、絞り体と制御ピン又は制御円錐の外周面との間にも設けられており、調整器ケーシングの内周面にも、制御ピン又は制御円錐の外周面にも、周方向で互いに間隔をおかれ且つ通流方向に向けられた調整切欠きが設けられている形式のものに関する。
【０００２】
このような形式の流量調整器は、時間単位毎に要求される通流量を激しい圧力変動においてもできるだけ一定に保てるようにするために、例えば水道管内で使用される。
【０００３】
従来公知の流量調整器は調整器ケーシングの通流通路内に、弾性材料から成る環状の絞り体によって周面係合された、円錐形にテーパされた制御ピンを有している。前記の環状の絞り体は、この絞り体自体とケーシングに固定された構成部材との間で制御ギャップを制限しており、この制御ギャップの通流横断面は、通流時に形成される差圧下で変形する絞り体に基づき可変である。この場合、制御ギャップを制限するケーシングに固定された構成部材の周面には、周方向で互いに間隔をおかれ且つ通流方向に向けられた調整切欠きが設けられている。
【０００４】
このように、調整切欠きが調整器ケーシングの内周面に設けられており、場合によっては中心の通流孔が存在している流量調整器は既に公知である。しかし、これらの従来公知の流量調整器は、時間単位毎に通流する液体量が完全に一定には保たれず、圧力の上昇に伴って僅かに増大するという欠点を有している。
【０００５】
調整切欠きを制御ピンの外周面に有する流量調整器も既に公知である（例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第４０４１１１６号明細書参照）。これらの公知の流量調整器は、要求された通流量を比較的低い液圧において達成するという点において優れてはいるが、圧力上昇時に再び減少する、通流目標値を著しく上回る通流最大値がしばしば生ぜしめられる。
【０００６】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第２１３１１１７号明細書に基づき既に公知の流量調整器の弾性的な絞り体は、水圧に関連して軸方向でも半径方向でも対応する調整面に対して押圧される。更に、この従来公知の流量調整器の弾性的な絞り体は成形された中心の制御ピンに周面係合している。また更に、前記の弾性的な絞り体は若干の盆状の凹所を備えたショルダ面に載置されている。これらの盆状の凹所は、低い吸込圧力において付加的な液体量が調整器ケーシングの内周面に沿って弾性的な絞り体の下方を通流できるようにする。更に、前記ショルダ面に設けられた凹所は、弾性的な絞り体を未だ絞り作用を有さない状態で波状に成形された制御ピンに進入させる。それというのも、差し当たっては弾性的な環の前後でその進入及び変形に必要とされる差圧を形成することができないからである。吸込圧力の上昇に伴ってようやく環状の弾性的な絞り体はシール作用を以て埋まる程度にショルダ面の盆状の凹所に押し込まれ、これにより調整に必要な差圧を発生させることが可能である。
【０００７】
軸方向制御面及び半径方向制御面を時間的にずらして負荷することにより、従来公知の流量調整器を以て既に比較的低い予圧において要求された調整水量が得られる。しかし、最大通流量は前記の従来公知の流量調整器でも、制御ピンと絞り体との間に残る制御ギャップの内法幅によって制限される。
最後に、米国特許第４０００８５７号明細書に基づき公知の衛生組込み部材は、水道取付具の流出部開口部材に組込み可能である。この従来公知の組込み部材は噴射調整器を有しており、この噴射調整器には冒頭で述べた形式の流量調整器に前置されている。この流量調整器は弾性材料から成る環状の絞り体によって周面係合された制御ピンを有している。前記絞り体は、この絞り体自体と調整器ケーシングの内周面との間でも、絞り体自体と制御ピンの外周面との間でも制御ギャップを制限しており、この制御ギャップの通流横断面は、通流時に形成される差圧下で変形する絞り体に基づき可変である。この場合、調整ケーシングの内周面にも、制御ピンの外周面にも、周方向で互いに間隔をおかれ且つ通流方向に向けられた、同一横断面形状の調整切欠きが設けられている。当該の従来公知の流量調整器も、異なる液圧下で時間単位毎に所望の通流量を、目標とする通流目標値に一定に保持することはできない。
【０００８】
従って本発明の課題は特に、冒頭で述べた形式の流量調整器を改良して、時間単位毎に所望される通流量を既に比較的低い液圧において達成し且つ液圧の上昇又は激しい変動に際しても事実上一定に保つ、比較的高い最大通流量を有する流量調整器を提供することである。
【０００９】
この課題を解決するために本発明では、絞り体の範囲内でそれぞれ異なって成形された横断面を有する調整切欠きが設けられており、比較的低い圧力域で遮断される調整切欠きが、比較的高い圧力域で遮断される調整切欠きに比べてより大きな、絞り体に面した内法開口幅を有しているようにした。
【００１０】
本発明による流量調整器でも、環状の絞り体の圧力に関連した変形を片側に向かってだけでなく、内側に向かっても外側に向かっても作用させて、調整切欠きの適当な流れ横断面を制御することができる。但し、本発明による流量調整器は絞り体の領域でそれぞれ異なって成形された横断面を有する調整切欠きを有している。この場合、比較的低い圧力範囲内で遮断される調整切欠きは、比較的高い 圧力範囲内で遮断される調整切欠きと比較してより大きな、絞り体に面した内法開口幅を有している。
【００１１】
本発明によるこのような流量調整器は、低圧域を迅速に閉じる調整切欠きによって検出することができる一方で、絞り体が液圧によって既に極めて激しく負荷されて初めて、高圧域で遮断される調整切欠きが絞り体によって閉鎖されるという利点を提供する。
【００１２】
この場合、本発明による流量調整器は、殊に高い最大通流量に対して小さな組込みサイズという点において優れている。なぜならば、絞り体が同時且つ同期的に、両側に設けられた調整切欠きに向かって変形することができ、更に、絞り体の両側にそれぞれ調整されるべき平行な水流を有する制御ギャップが設けられているからである。
【００１３】
前掲のドイツ連邦共和国特許出願公開第２１３１１１７号明細書に基づき従来公知の流量調整器の中心の制御ピンには異なって成形された波状の加工成形部が設けられてはいるが、これらの波状の加工成形部は一般に均一な調整切欠きを制限しているに過ぎない。それぞれ異なって成形された調整切欠きは、当該のドイツ連邦共和国特許出願公開第２１３１１１７号明細書では設けられていない。
【００１４】
調整器ケーシング２２の内周面にも、制御ピン又は制御円錐の外周面にも、絞り体の領域で異なって成形された横断面を有する調整切欠きがそれぞれ設けられていることが可能である。
【００１５】
機能の分離及び最適化のために本発明の有利な構成では、調整器ケーシングの内周面に設けられた調整切欠きは、制御ピン又は制御円錐の外周面に設けられた調整切欠きに比べて異なって成形された横断面を有している。
【００１６】
この場合、比較的大きな内法開口幅を有する調整切欠きが調整器ケーシングの内周面又は制御ピンの外周面に設けられていると有利であってよい。
【００１７】
比較的大きな内法開口幅を有する調整切欠きを、比較的低い圧力においてもゴム弾性的な絞り体によって良好に制御できるようにするためには、比較的大きな内法開口幅を有する調整切欠きがほぼ円セグメント形の横断面を有していると有利であってよい。
【００１８】
これに対して、特に流れ媒体の液圧が高い場合に遮断される調整切欠きは、これらの調整切欠きが比較的小さな内法開口幅を備えて、少なくとも１部分域が半円形及び／又はエッジを急峻に構成されているように設計されていてよい。
【００１９】
調整切欠きの正確な設計は、環状のエラストマの弾性特性に関連して行うことができる。
【００２０】
個々の特徴は、それ自体又は複数で、本発明による構成において実現することができる。
【００２１】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００２２】
図１及び図２には調整器ケーシング２を有する流量調整器１が示されている。この流量調整器１の調整器ケーシング２は、一般に例えば衛生取付具の流出部開口部材（詳しくは図示せず）又はフレキシブルなホース導管の接続用取付具に挿入可能であり、これにより、時間単位毎に要求される水量を水供給導管内の圧力変動が激しい場合でも一定に保つことができる。
【００２３】
流量調整器１は中心の制御ピン４を有しており、この制御ピン４は調整器ケーシング２の通流通路３内でケーシングに固定されて保持されている。制御ピン４は弾性材料から成る環状の絞り体５によって周面係合される。図２に示したように、制御ピン４は少なくとも前記絞り体５によって周面係合される長手方向延在部の部分域において、流れ方向Ｐｆ１とは逆向きでほぼ円錐形にテーパされている。
【００２４】
絞り体は、この絞り体自体と通流通路３を制限する調整器ケーシング２の内周面との間にも、絞り体自体と制御ピン４の外周面との間にも制御ギャップ６を形成しており、この制御ギャップ６の通流横断面は、通流時に形成される差圧下で変形する絞り体５によって可変である。
【００２５】
図１において認識されるように、調整器ケーシング２の内周面にも制御ピン４の外周面にも調整切欠き７，８が設けられており、これらの調整切欠き７，８は、それぞれ周方向で互いに間隔をあけられており且つ通流方向Ｐｆ１に向けられている。調整切欠き７，８は流出入方向で形成されており且つ制御ギャップ６に対して開いて形成されている。
【００２６】
調整切欠き８が制御ピン４の外周面に比較的大きな内法開口幅を有しており且つ流れ媒体の低い圧力条件において既に遮断されるのに対して、調整器ケーシング２の内周面に位置する調整切欠き７は比較的小さな内法開口幅を有しているので、ゴム弾性的な絞り体は、この絞り体に作用する流れ媒体の圧力負荷が高い場合に初めて、調整器ケーシング２の内周面に設けられた調整溝又は調整切欠き７へ侵入することができる。
【００２７】
ゴム弾性的な絞り体５の、液圧に関連した多少なりとも著しい調整切欠き７，８への侵入によって、時間単位毎に流量調整器１を通流する水量が一定に保たれて、水圧が徐々に上昇した場合でも規定された時間単位毎の水量を上回る恐れはない。
【００２８】
比較的大きな内法開口幅を備えた調整切欠き８がほぼ円セグメント形の横断面を有しているのに対して、調整器ケーシング２の内周面に設けられた、比較的小さな内法開口幅を備えた調整切欠き７は、溝底部域がほぼ円セグメント形であり且つエッジの急峻な横断面を有している。
【００２９】
図３に示した線図から、流量調整器１は異なって成形された調整切欠き７，８によって調整される変形に基づき、低圧域でも高圧域でも極めて良好な一定の調整結果を得られるという点において優れているということが明らかになる。流量調整器１は、時間単位毎に所望される通流量を既に比較的低い液圧において達成し、この通流量を液圧の上昇又は激しい変動に際してもほぼ一定に保持する。図示の流量調整器の絞り体は同時且つ同期的に両側に設けられた調整切欠きに向かって変形可能であり且つ当該絞り体の両側にはそれぞれ調整されるべき平行な水流を有する制御ギャップが設けられているので、本発明による流量調整器は比較的高い最大通流量に対して小さな組込みサイズという点において優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 流量調整器の調整器ケーシングの横断面図であって、この場合、流量調整器は調整器ケーシングの内周面にも、中心の制御ピンの外周面にも、周方向で互いに間隔をあけられ且つ通流方向に向けられた調整切欠きを有している。
【図２】 図１に示した流量調整器の縦断面図である。
【図３】 図１及び図２に示した流量調整器の通流線図であって、この場合、時間単位毎に流量調整器を通流する液体量が液圧に関連して示されている。
【符号の説明】
１ 流量調整器、 ２ 調整器ケーシング、 ３ 通流通路、 ４ 制御ピン、 ５ 絞り体、 ６ 制御ギャップ、 ７，８ 調整切欠き

Claims (6)

1. 調整器ケーシング（２）を備えた流量調整器（１）であって、前記調整器ケーシングが通流通路（３）内に、弾性材料から成る環状の絞り体（５）によって周面係合された制御ピン（４）又は制御円錐を有しており、前記絞り体（５）が、この絞り体自体とケーシングに固定された少なくとも１つの構成部材との間で制御ギャップ（６）を制限しており、この制御ギャップの通流横断面が、通流時に形成される差圧下で変形する絞り体（５）に基づき可変であり、制御ギャップ（６）が絞り体（５）と、通流通路（３）を制限する調整器ケーシング（２）の内周面との間にも、絞り体（５）と制御ピン（４）又は制御円錐の外周面との間にも設けられており、調整器ケーシング（２）の内周面にも制御ピン（４）又は制御円錐の外周面にも、周方向で互いに間隔をおかれ且つ通流方向に向けられた調整切欠き（７，８）が設けられている形式のものにおいて、
   絞り体（５）の領域で異なって成形された横断面を備えた調整切欠きが設けられており、比較的低い圧力範囲内で遮断される調整切欠き（８）が、比較的高い圧力範囲内で遮断される調整切欠き（７）に比べてより大きな、絞り体（５）に面した開口部を形成していることを特徴とする流量調整器。
2. 調整器ケーシング（２）の内周面にも、制御ピン（４）又は制御円錐の外周面にも、それぞれ絞り体（５）の領域で異なって成形された横断面を備えた調整切欠きが設けられている、請求項１記載の流量調整器。
3. 調整器ケーシング（２）の内周面に設けられた調整切欠き（７）が、制御ピン（４）又は制御円錐の外周面に設けられた調整切欠き（８）と比べて異なって成形された横断面を有している、請求項１又は２記載の流量調整器。
4. 比較的大きな開口部を形成する調整切欠き（８）が、調整器ケーシングの内周面或いは制御ピン（４）又は制御円錐の外周面に設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載の流量調整器。
5. 比較的大きな開口部を形成する調整切欠き（８）がほぼ円セグメント形の横断面を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の流量調整器。
6. 比較的小さな開口部を形成する調整切欠き（７）の少なくとも１部分域が半円形且つ／又はエッジを急峻に形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の流量調整器。

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