KR0175163B1 - 볼 밸브 카트리지와 하부 삽입부재를 갖는 혼합밸브 - Google Patents

Abstract

혼합밸브는 입구포트(45,46)에 자리잡은 탄성중합체 시일(49)과 결합하도록 노출된 하부 끝부를 가지고 있는 볼 밸브요소(24)를 수용하고 있는 카트리지(26)를 포함하고 있다.

본 밸브요소(24)는 핀(60)에 의해 카트리지 하우징(56)내에 수직으로 고정되어 있다. 탄성중합체 시일(49)과 포트(45,46)는 하부 베이스부재(14)에 있는 입구통로(18,19)와 결합하는 설치가능한 삽입부재(44)에 있다.

카트리지(26)는 탄성중합체 시일(49)의 교체를 위해 탄성중합체 시일(49)을 노출하도록 삽입부재로부터 제거가능하다.

Description

[발명의 명칭]

볼 밸브 카트리지와 하부 삽입부재를 갖는 혼합밸브

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 제1실시예를 예시하는 혼합밸브에 대한 부분측면도.

제2도는 제1도에 도시된 혼합밸브에 대한 확대사시도.

제3도는 제1도에 도시된 선 3-3을 따라 취해진 카트리지 부재에 대한 부분 단면도.

제4도는 삽입부재를 더 예시하고 있는 제2도에 도시된 선 4-4을 따라 취해진 부분단면도.

제5도는 제2도에 도시된 카트리지에 대한 저면도.

제6도는 제2도에 도시된 카트리지 하우징에 대한 평면도.

제7도는 무부하 상태로 제1도에 도시된 개스킷에 대한 단면도.

제8도는 수정된 카트리지에 부착되어 있는 수정된 삽입부재를 포함하고 있는 카트리지 조립체를 예시하고 있는 변경실시예에 대한 부분도.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명의 분야는 카트리지에 수용되는 이동가능한 밸브요소와 결합하는 급수전(faucet)용 혼합밸브에 관한 것이며, 보다 상세하게는 카트리지에 수용되는 볼 밸브요소에 관한 것이다.

[개시의 배경]

온수와 냉수의 흐름을 제어하며 일반적으로 혼합밸브와 같은 것에 관련된 단일 핸들 급수전은 많은 소비자가 선택하였다. 이러한 급수전들은 온수 및 냉수의 혼합과 그리고 용적 또는 유량을 조절하도록 핸들 또는 손잡이가 상이한 2개 방향으로 이동가능하도록 하는 구조로 일반적으로 되어 있다.

광범위한 상업적 이용을 보이고 있는 혼합밸브의 2개의 기본 타입은 플레이트 밸브와 그리고 볼 밸브이다. 볼 밸브가 내구력이 있고 신뢰성있는 컴팩트한 구조를 제공하는 한편, 플레이트 밸브는 소비자들에 의해 가장 보편적으로 수용되는 2개의 원하는 방향으로 핸들에 대한 운동을 허용하는 구동구조를 제공한다. 원하는 핸들운동은 밸브 몸체의 고정된 길이방향 축선에 대한 핸들의 선회 운동과 그리고 밸브 몸체에 관한 이동가능한 수평 축선에 관한 요동 즉 피벗 운동을 허용한다. 수평 축선은 밸브 몸체의 길이방향 축선에 수직이고 그리고 핸들에 대하여 고정되어 있어서, 핸들이 고정된 길이방향 축선에 대하여 회전할 때 하우징에 대하여 핸들이 이동하도록 한다. 핸들 운동의 이러한 타입의 하나의 두드러진 특징은, 핸들이 오프(OFF)위치로 피벗운동될 때, 온수 및 냉수의 바람직한 혼합비가 핸들의 위치에 의해 기억되어질 수 있어서 급수전이 제자리로 되돌아올 때 온수와 냉수의 같은 비율의 혼합수가 급수전을 통해 흐른다.

최근, 볼 밸브는 상업적으로 수용되는 플레이트 타입 혼합밸브와 같은 형으로 핸들이 작동되도록 고안되어져 왔다. 이러한 볼 타입 혼합밸브들중 어떤 것은 볼 밸브 요소위에 장착되는 회전가능한 플레이트의 형태로 다른 이동하는 부분의 사용을 필요로 한다. 또한, 이러한 볼 밸브는 전체 유량을 제한하도록 핸들이 통과하여 볼 밸브를 제어하는 커버 개구에 대해 조절가능하게 위치될 수 있는 플레이트 장치와 결합되어져 있다. 대안으로서 또는 이에 더하여, 이러한 제한 장치는 냉수에 대한 온수의 최대 비율을 제한하여 결과적으로 출구에서 혼합수의 최대온도를 제한한다.

여러 가지 불이익이 상기된 볼 밸브구조에 존재하고 있다. 특히, 볼 밸브요소는 밸브 몸체의 입구포트의 주위에 위치되어 있는 탄성중합체 입구 포트시일과 그리고 밸브 커버 또는 캡 아래에 장착되어 있는 밀봉 개스킷 사이에 장착되어 있다. 탄성중합체 포트시일과 개스킷은 모두 굽어 있고 그리고 밸브 몸체와 캡사이의 볼 밸브요소에 대하여 부유하는 특징이 있다. 볼 밸브를 제위치에 확실히 위치시키는 어떤 확실한 록(lock) 또는 위치결정기구도 없다. 볼 밸브가 탄성중합체요소에 대항하여 병진운동 방식으로 이동될 수 있기 때문에, 핸들을 작동할 때 작동자는 또한 혼합밸브의 설계에서 고려되지 않은 방향을 포함한 임의의 방향으로 핸들을 조금 이동시킬 수 있다. 이러한 바람직하지 않은 운동은 급수전의 적당한 작동에 대해 작동자에게 급수전의 작동에 바람직하지 않은 폭신폭신한 느낌과 불안감을 준다. 또한, 핸들의 폭신폭신한 느낌은 핸들이 불안정하고 그리고 적당하게 조립되지 않았다는 인상을 준다.

상부 밀봉 개스킷은 3가지 기능을 제공한다. 첫째로, 상부 밀봉 개스킷은 볼 주위에서 누수를 밀봉한다. 둘째로, 상부 밀봉 배스킷의 외부 바깥둘레는 누수를 방지하도록 하우징의 내부표면을 밀봉한다. 셋째로, 개스킷은 입구시일에 대항하여 하향으로 볼의 위치를 탄력적으로 정한다. 결과적으로, 개스킷은 부피와 형상 때문에 고가의 구성요소이다. 매끄러운 작동을 얻기 위해, 탄성중합체 밀봉 개스킷은 볼 부재와 탄성중합체 물질의 직접 접촉에 비교하여 마모를 줄이도록 볼 밸브를 접촉하는 테트라플루오로에틸렌의 얇은 층을 가지고 있다.

부유느낌을 감소하기 위하여, 조정링은 밸브들과 혼합하는 많은 볼밸브에 결합되어 있다. 조정링은 밸브캡상에 조절가능하게 나사박음되어 있다. 조정링은 입구시일에 대항하여 차례차례 가압되는 볼 밸브요소에 대항하여 밀봉 개스킷을 하향으로 민다. 밀봉 개스킷과 볼 밸브요소의 하향위치는 바람직하지 않은 운동을 감소시키지만 그러나 제거하지는 못한다. 또한, 공지된 개스킷을 갖춘 조정링의 결합은 혼합밸브의 가격과 복잡성을 증대시킨다. 밀봉 개스킷에 가해지는 중압은 개스킷을 마모시킨다. 마모와 마멸이 진행되기 때문에, 핸들을 밀봉하여 급수전 핸들에 가해지는 중력에 대항하여 핸들을 안정된 위치로 지지하는 작동 저항력을 핸들에 제공하도록, 조정링은 개스킷상의 압력을 회복하기 위해서 반복적으로 조절되어야만 한다.

1992년 12월 23일 공개된 본 출원인의 PCT공보 WO 92/22765호에는 공지된 플레이트 밸브의 바람직한 핸들운동을 따르는 다른 볼 구조는 하우징에서의 볼 위치를 정하도록 볼 밸브를 통하여 뻗어 있는 수평핀을 결합하는 것이 개시되어 있다. 이 구조는 볼 밸브 급수전의 작동시 부유 또는 폭신폭신한 느낌을 실질적으로 제거한다.

밸브요소 및 시일용 카트리지는 또한 상업적으로 널리 이용되어 왔다. 공지된 카트리지는 이동가능하고 그리고 고정된 플레이트를 수용한다. 카트리지는 급수전에 대한 손쉬운 수리를 수행하기 위하여 용이하게 제거되어 다른 것과 교체될 수 있다. 물공급이 끊어진 후, 급수전은 단지 개방되어지고 그리고 카트리지는 용이하게 교체된다. 이러한 타입의 수지는 숙련된 노동력의 필요없이 성취될 수 있다.

플레이트 밸브는 카트리지 포맷내로 종종 결합되어 왔다. 그러나, 볼 밸브는 카트리지 구조에 맞지 않았다. 첫째로, 종래의 볼 밸브의 부유 성질은 임의의 카트리지가 볼 밸브를 완전하게 둘러싸서 잡는 것을 요구하였으며, 그렇지 않으면 볼 밸브는 카트리지의 바닥으로부터 간단하게 빠진다. 둘째로, 볼 밸브구조의 컴팩트한 성질은 카트리지의 개재를 위한 공간을 거의 남기지 않는다. 볼을 급수전 하우징내로 수용하여 잡고 있는 종래의 카트리지의 도입은 하우징이 카트리지의 개재를 위해 요구되는 증가된 높이를 결합하도록 보다 크게 만들어지는 것이 필요하다.

또한, 종래의 카트리지는 찢어진 탄성중합체 시일에 대한 수리를 방해한다. 카트리지는 종종 탄성중합체 포트시일을 포함하고 있는 고정 밸브 포트와 그리고 이동 밸브요소를 수용하고 있다. 급수전에 있어서 대부분의 마모와 그로 인한 누설은 탄성중합체 포트시일상의 이동밸브요소의 되풀이되는 운동의 결과이다. 시일은 카트리지에 싸여있기 때문에, 전체 카트리지는 교체되어 긴 사용 수명을 여전히 가지고 있는 많은 양질의 카트리지 구성요소들의 교체물을 포함한다. 그러나 폐물을 제거하려는 노력은 수리작업을 단순화시킬 필요와 상충된다. 또한, 많은 카트리지는 영속적으로 조립되어져서 해제되지 않는다.

해체될 수 있는 카트리지에서조차, 만약 카트리지가 모든 구성요소 부분으로 해체된다면, 카트리지의 장점을 잃게 된다. 가동밸브요소는 빠지고 그리고 가끔 올바른 방향으로 대체되지 않는다. 이러한 잘못된 설치는 본질적으로 대칭인 대칭적 플레이트 밸브 및 볼 밸브에서 쉽게 발생할 수 있다. 당업자라면 부정확한 방향으로 카트리지에 어떤 볼 밸브를 장착하는 것을 피한다.

요구되는 것은 하우징의 외부로의 누설을 밀봉하는 상부 밀봉요소를 수용하며, 볼 밸브요소를 자리잡게 하지만, 그러나 입구포트 주위에 탄성중합체 포트시일로의 접근을 허용하는 혼합밸브용 볼 밸브 카트리지이다.

또한 요구되는 것은 이동가능한 볼 밸브요소를 자리잡게 하고 그리고 2개의 밸브입구가 통하며 급수전 몸체에 자리잡고 있는 급수전 삽입부재를 볼 밸브가 작동적으로 맞물림하도록 하는 카트리지이다. 또한 요구되는 것은 카트리지와 함께 장착되어 설치되는 위치로 볼 밸브를 유지하는 동안 탄성중합체 시일에 대하여 접근을 제공하도록 개방될 수 있는 볼 밸브 카트리지 조립체이다.

[발명의 개요]

본 발명의 제1면에 따라, 액체용 혼합밸브는 하우징의 밸브수용공동에 피벗가능하게 장착되는 볼 밸브를 가지고 있다. 공동은 복수의 입구포트와 그리고 적어도 하나의 출구포트와 유체연통한다. 볼 밸브는 적어도 부분적으로 구형의 표면을 가지고 있고 그리고 볼 밸브의 표면에 복수의 입구개구를 가지고 있다. 개구는 포트를 통해 유체흐름을 제어하도록 포트와 결합한다. 밸브 하우징은 제어개구를 가지고 있다. 볼 밸브는 제어개구를 통과하는 제어시스템을 가지고 있다.

볼 밸브는 카트리지 하우징에 피벗가능하게 장착되어 있다. 혼합밸브는 카트리지 하우징을 수용하는 크기로 되어 있는 공동을 가지고 있다. 카트리지는 상기 볼 밸브요소가 입구포트와 결합하도록 통하여 돌출하는 하부 개구를 가지고 있어서 볼 밸브요소가 입구포트의 하류끝부에 수용되는 탄성중합체 입구포트시일과 직접 접촉하도록 한다.

본 발명의 다른 면에 따라서, 급수전 혼합밸브는 급수전 몸체의 공동에 수용되는 카트리지 하우징에 이동가능하게 장착되는 밸브요소를 가지고 있다. 몸체는 공동과 유체연통하는 복수의 입구포트 및 출구포트를 가지고 있다. 이동가능한 밸브요소는 입구포트와 결합하도록 카트리지에 있는 하부 개구를 통하여 돌출한다. 이동가능한 밸브요소는 포트를 통하여 유량과 혼합수 온도 양자에서 유체흐름을 제어하도록 입구포트와 결합한다.

본 발명의 다른 면에 따라 급수전 몸체는 하부베이스부재, 커버조립체 그리고 하부베이스부재에 수용되는 밸브시트 삽입부재를 포함하고 있다. 삽입부재는 삽입부재를 통과하는 입구를 가지고 있고 그리고 하류 끝부에 탄성중합체 포트시일을 자리잡게 한다. 바람직하게, 출구포트는 또한 삽입부재를 통과한다. 바람직하게, 삽입부재는 성형가능한 플라스틱으로부터 만들어진다. 바람직하게, 삽입부재는 급수전 몸체에 자리잡은 부재를 유지하는 유지장치를 갖추고 있다.

변경 실시예에 있어서, 삽입부재는 카트리지에 제거가능하게 체결될 수 있어서 종래 형상의 카트리지 조립체 외형이 이루어지도록 한다. 그러나, 삽입부재가 제거될 때, 카트리지에 체결되어 있는 일체의 이동가능한 밸브요소는 탄성중합체 포트시일로의 접근을 제공하는 동안 지지되어 있다.

이러한 형에 있어서, 밸브요소는 밸브 몸체의 전체 높이의 증대를 필요로 하지 않고 밸브 카트리지 내로 결합되어 있다. 또한, 이동가능한 밸브요소 및 카트리지에 대한 누설을 방지하는 시일은 상부 개스킷 시일이 입구포트시일에 대하여 이동가능한 밸브요소를 가압하고 그리고 위치를 정하는 2가지 기능을 더 이상 가지고 있지 않기 때문에 최소의 크기와 무게를 가질 수 있다.

이제 첨부한 도면과 관련하여 설명한다.

[바람직한 실시예의 상세한 설명]

제1도, 제2도 그리고 제4도를 참조하면, 혼합밸브(10)는 하부 베이스부재(14)로부터 형성되는 밸브 하우징(12)과 그리고 커버 조립체(16)를 포함하고 잇다. 베이스부재(14)는 냉수와 온수를 위한 편평한 바닥끝부(23)에 2개의 입구통로(18,19)가 형성된 실제 원통형 공동(22)과 그리고 공동(22)으로부터 혼합수의 통과를 위해 원통형 측벽(21)을 통하여 출구통로(20)를 가지고 있다.

통상의 관형 셀(17)은 하부 베이스부재(14)에 대하여 밀봉적으로 미끄럼 가능하게 장착되어 있고 그리고 출구통로(20)와 유체연통하여 환형챔버(15)를 형성한다. 주둥이부(25)는 셀에 고정되어 있고 그리고 셀(17)에 있는 개구(13)를 통하여 환형챔버(15)와 유체연통한다. 커버 조립체(16)는 베이스부재(14)상으로 나사 박음되는 나사부재(31)를 포함하고 있다. 표면 셀(11)은 부재(31)위에 위치되어 있다.

하부 베이스부재(14)는 삽입부재(44)와 끼워맞춤되어 있다. 삽입부재(44)는 입구통로(18,19)와 정렬되어 있는 각각의 입구(45,46)를 가지고 있다. 입구포트(45,46)의 상류 끝부는 상류 끝부에서 O-링(47)을 수용하도록 카운터 보오링 가공되어 있다. O-링(47)은 통로(18)와 포트(45) 사이 그리고 통로(19)와 포트(46) 사이의 누설이 자유로운 연결을 제공하도록 통로(18,19)의 끝부에 대향하여 밀봉한다. 포트(45,46)의 하류 끝부는 볼 밸브요소(24)에 대항하여 관형탄성중합체 밀봉요소(49)를 가압하는 2개의 가압스프링(48)용 시트를 형성하도록 카운터 보링가공되어 있다. 그 결과 구멍은 약 6.5mm의 직경을 가지고 있다. 포토(45,46)는 오목하게 형성된 반구형의 공동(50)의 바닥지점(51)으로부터 약 40°상향으로 위치된 하류 끝부를 가지고 있다. 또한, 포트(45,46)는 수직 축선(28)으로부터 측정될 때 앞뒤면으로부터 약 15°원주상으로 위치되어 있다.

출구포트(52)는 반구형의 리세스(50)로부터 하향으로 삽입부재의 측벽(55)를 통해 뻗어서 베이스부재(14)의 통로(20)와 정렬된다. 상부벽(53)은 상향으로 뻗은 러그 또는 키이(54)를 가지고 있을 수 있다.

삽입부재(44)는 용이하게 성형된 플라스틱 재료로부터 만들어진다. 플라스틱 삽입부재(44)의 성형은 포트(45,46)가 그들의 입구끝부로부터 그들의 하류끝부로 굽어져 경사지게 만드는 신속한 방법을 제공한다. 비록 삽입부재(44)가 금속으로 만들어질지라도, 포트(45,46,52)의 용이한 접근성은 포트(45,46,52)가 하부 베이스부재(14)에 직접 형성될 때의 종래의 급수전들과 비교하여 포트(45,46,52)를 제조하는 보다 유용하고 용이한 설계를 제공한다.

반구형의 밸브 리세스(50)는 카트리지(26)에 수용되어 있는 볼 밸브요소(24)를 수용하는 크기로 되어 있다. 커버(16)는 공동(22)에 있는 카트리지(26)로 고정한다. 베이스부재(14)는 혼합밸브(10)에 있는 카트리지(26)를 올바른 방향으로 향하도록 카트리지 하우징 부재(56)의 키(72)를 수용하는 키가 걸리는 슬롯(71)을 갖춘 직립 칼라 플랜지(70)를 가지고 있다. 제5도에 도시된 바와 같이, 카트리지는 삽입부재(44)의 키(54)를 수용하도록 카트리지의 바닥에지(77)에 구멍(73)을 가지고 있어서, 삽입부재(44)가 정확한 위치로 회전적으로 정렬되도록 한다.

볼 밸브요소(24)는 냉수입구개구(30,32), 온수입구개구(34,36) 그리고 출구개구(38)를 갖춘 실제 구형밸브표면(29)을 갖고 있다. 표면(29)의 형상은 리세스(50)의 오목한 형상을 실제 상보한다.

물의 혼합비와 유량 즉 2개의 입구포트(45,46)로부터 출구포트(52)로 단위시간당 전체 물의 양을 조절하도록, 개구(30,32)는 냉수입구포트(45)와, 개구(34,36)는 온수입구포트(46)와, 그리고 출구개구(38)는 출구포트(52)와 각각 결합한다.

커버 조립체(16)는 커버 조립체(16)를 통하여 제어개구(40)를 가지고 있다. 커버(16)는 밸브 하우징(12)의 길이방향의 축선(28)이 제어개구(40)를 통고하도록 위치되어 있다. 카트리지 하우징부재(56)는 개구(40)밑에 정렬되어 있는 상부개구(58)를 가지고 있다.

제어스템(42)은 볼 밸브요소(24)에 고정적으로 연결되어 있다. 제어스템(42)은 제어개구(40)를 통해 뻗어있다. 제어스템(42)은 통상의 형식인 급수전 핸들(43)에 부착되는 구조로 되어 있다.

볼 밸브요소(24)는 카트리지 하우징부재(56)에 피벗운동 가능하게 장착되어 있다. 하우징부재(56)는 급수전 적용에 적당한 공지된 플라스틱 재료로부터 제조될 수 있다. 볼 밸브요소(24)는 원통형 핀(60)의 먼끝부(62)가 볼 밸브요소(24)의 외부로 뻗어있는 상태로 볼 밸브요소(24)를 통해 뻗어 있는 원통형 핀(60)을 또한 가지고 있다. 구멍(61)는 핀(60)을 미끄럼가능하게 수용하도록 하는 크기로 되어 있다. 핀(60)은 볼 밸브(24)의 중앙(66)을 가로질러 제어스템(42)에 수직으로 놓이도록 위치되어 있다. 핀은 뒤에서 보다 자세하게 설명되는 바와 같이 볼 밸브요소(24)에 대하여 적소에 용접될 수 있다.

양 먼끝부(62)는 카트리지 하우징(56)에 형성되어 있는 원주상으로 배치된 슬롯(68)에 위치되어 있다. 제3도에 도시된 바와 같이, 양 슬롯(68)은 축선(28)에 수직한 면(69)에 배치되어 있는 중앙축선을 가지고 있다. 끝부(74)가 형상에 있어서 원통형이기 때문에, 끝부(74)는 축선(28)에 수직인 축선(75)에 대해 슬롯(68)에서 끝부(62)가 피벗운동하도록 하는 원형의 단면을 가지고 있다.

슬롯(68)의 원주상의 끝부(74)는 먼끝부(62)용 멈춤어깨부(76)를 형성하고 있다. 슬롯(68)은 슬롯(68)에 있는 핀 끝부(62)가 미끄럼 운동을 하도록 하기 위해 단지 충분한 틈을 형성하도록 하는 크기로 수직으로 되어 있다. 바람직하게 어떤 수직 공간도 슬롯(68)과 끝부(62) 사이에 존재하지 않는다.

볼 밸브요소(24)는 카트리지 하우징(56)의 큰 하부 개방끝부(92)를 통하여 돌출하는 구형밸브표면(29)의 하부부분(90)을 가지고 있다. 돌출부분(90)은 볼의 유효부분이다. 구형밸브표면(29)의 대략 아래 반쪽 부분만이, 제1도, 제3도 그리고 제8도에 분명하게 도시된 바와 같이, 카트리지 하부 개구(92)의 아래에서 삽입부재(44)의 공동(50)내로 돌출한다. 개구(30,32,34,36)를 갖춘 밸브표면(29)은 삽입부재(44)에 있는 스프링으로 가압되는 밀봉요소(49)를 작동가능하게 접촉하고 있다.

볼 요소(24)의 상부부분(99)은 내부에 달려있는 원통형 벽(103)에 의해 부분적으로 형성되는 카트리지 하우징(56)의 내부챔버(101)내에 수용되어 있다. 내부챔버(101)는 삽입부재(44)의 리세스(50)와 유체연통한다.

환형 개스킷 시트(94)는 상부개구(94) 주위에 위치되어 챔버(101)내에 있는 볼 요소(24)와 직면한다. 개스킷 시트(94)는 개스킷 시트(94)의 내부 바깥둘레(95)가 외부 바깥둘레(96)보다 높게 위치되어 있는 상태에서 기울어져 있다. 하향으로 달려있는 어깨부 또는 칼라(97)는 내부 바깥둘레에서 수직으로 달려 있다. 환형 개스킷 시일링(98)은 시트(94)에 대항하여 카트리지 하우징(56)에 장착되어 환형 개스킷 시일링(98)의 내부 바깥둘레(100)가 외부 바깥둘레(102)보다 높게 되도록 비틀려 있는 상태에서 예압 아래에서 위치되어 있다.

제7도에 도시된 바와 같이 개스킷 시일링(98)은 4개의 둥근 바깥둘레 립 부분, 즉 정점(104,106,108109)을 가지고 있다. 각각의 정점(104,106,108,109)은 개스킷의 중앙환형축(105) 주위에 인접한 정점으로부터 약 90°원주상으로 이격되어 있다. 정점(104108)은 약 180° 대향되게 위치되어 있고 그리고 정점(106,109)은 유사하게 180°떨어져서 이격되어 있다. 개스킷상의 하부 내부 직경 위치에 위치되어 있는 정점(104)들중 하나는 볼 밸브요소(24)에 접촉하여 누수에 대항하여 볼 밸브요소(24)와 정점(104) 사이의 밀봉을 제공한다. 각각의 상부 내부 및 외부 직경에 위치된 정점(106,108)은 내부직경 정점(106)이 제3도 및 제8도에 도시된 바와 같이 외부 직경 정점(108)보다 높게 위치되어 있는 상태에서 경사진 시트(94)를 접촉한다. 개스킷 시일링(98)은 정점(106,108)이 수평으로 정렬되어 있는 상태에서 무부하 위치로 제7도에 도시되어 있다. 개스킷 시일링(98)을 접촉하는 볼 표면(29)의 상부부분(99)은 개스킷을 갖춘 적당한 시일을 제공하도록 적당한 다듬질로 적절하게 연마되어 있다.

카트리지 하우징(56)의 외부 바깥둘레(110)는 O-링(112)을 자리잡게 하는 환형홈(111)을 가지고 있다. O-링(112)은 하우징(12)의 하부 베이스부재(14)에 구멍(22)을 갖춘 카트리지 외부 바깥둘레(110)를 밀봉하도록 하는 크기로 되어 있다. 길이방향 축선(28)을 포함하고 있는 면을 따라 제어스템의 요동은 축선(28)에 대한 볼 밸브부재의 회전위치에 무관하게 피벗축선(75)에 대하여 볼 밸브요소(24)를 피벗 지지한다. 또한, 먼끝부(62)는 제어스템(42)이 길이방향 축선(28)에 대하여 흔들릴 때 볼 밸브요소(24)가 축선(28)에 대하여 회전하도록 슬롯(68)을 따라 미끄럼할 수 있다.

축선(28)에 대하여 볼 밸브요소(24)의 회전은 먼끝부(62)을 접촉하는 멈춤 어깨부(76)의 위치만큼 들어올려진다. 상이한 적용을 가지는 혼합밸브는 멈춤 어깨부(76)가 원주상에 위치하는 것에 의해 만들어지는 상이한 회전각을 가질 수 있다. 예시된 바와 같이 볼 밸브요소(24)의 회전은 혼합비를 조절하여서 방출되는 혼합수의 온도를 조절한다.

대안으로서, 또는 멈춤 어깨부(76)에 더하여, 축선(28)에 대한 볼의 회전은 제6도에 도시된 바와 같이 카트리지 하우징(56)에 있는 개구(68)에 대하여 상부 리세스(122)내에 끼워맞춤하는 가이드 템플릿(template;120)에 있는 상부 개구(115)의 방사상으로 뻗어있는 에지(80,82,84,86)에 의해 또한 제한될 수 있다. 리세스(122)는 환형 유지 칼라(125)에 의해 둘러싸여 있다. 스템(43)이 에지(80-86)와 접촉할 때 각각의 에지를 넘어서 더 이동되지 않는다. 에지(80,82)는 냉수의 제한을 한정하고 그리고 에지(84,86)는 온수의 제한을 한정한다. 에지(80-86)는 볼이 수직 축선(28)에 대해 약 90°로 회전하도록 한다.

상기 개구(58)는 오프(OFF) 위치로부터 완전히 닫힌 온(ON)위치로 핀(60)의 축선(75)에 대하여 요동운동의 정도를 각각 제어하는 원주상의 에지(88,89)를 또한 가지고 있다.

카트리지는 적당하게 자리잡은 개스킷(98,112)과 조립되어 있다. 그다음 볼 밸브요소(24)는 개스킷(98)에 대항하여 위치되어서 개스킷(98)을 가압하도록 약간 가압되어 있다. 그다음 핀(60)은 슬롯(68)과 볼 표면(29)에 있는 구멍(61)을 통과한다.

볼(24)상으로의 개스킷(98)의 가압은 핀(60)이 빠지는 것을 방지하는 각각의 슬롯(68)의 하부 표면(67)상으로 핀 끝부(62)의 마찰 끼워맞춤을 제공한다. 그다음 템플릿(120)은 리세스(122)에 위치된다. 그다음 템플릿(120)은 리세스(122)에 가압적으로 끼워맞춤되거나 또는 스냅식으로 끼워맞춤되는 외부플랜지(123)을 가지고 있다. 템플릿(120)이 하우징부재(56)와 일체적으로 성셩될 수 있다는 것은 또한 예견될 수 있다. 조립된 카트리지(26)는 급수전 혼합밸브(10)내로 나중에 재설치를 위해 수리 대체물로써 단독으로 구입할 수 있는 일체 완비된 조립체이다.

조립된 카트리지(26)는 급수전 몸체(14)의 공동(22)에 위치되어 있다. 슬롯(72)은 공동에 있는 카트리지(26)의 위치를 적당하게 정하고 그리고 리지(130)는 베이스부재(14)에 있는 상응하는 리지(132)상에 있는 카트리지(26)의 위치를 적당하게 수직으로 정한다. 그다음, 커버(16)는 리지(132)에 대항하여 카트리지(26)를 하향으로 가압하도록 스프링에 의해 부하를 받는 파형 링(135) 이 카트리지(26)와 커버(16)사이에 개재되어 있는 상태에서 직립플랜지(70)상으로 나사결합되어 있다.

핀(60)의 끝부(62)와 슬롯(68) 사이의 수직방향으로의 최소의 틈은 밸브 하우징(12)과 그리고 카트리지 하우징(56)에 대하여 볼 밸브요소(24)의 수직변위를 막는다. 결과적으로, 볼이 상기한 피벗가능한 2개의 방향을 따라 피벗되어 있을 때, 제어스템은 어떤 불안정성도 보이지 않으며 또는 작동자에게 폭신폭신한 느낌도 주지 않는다.

하부 베이스부재(14)에 한번 설치된 삽입부재(44)는 통상 제거될 필요가 없다. 탄성중합체 시일(49)의 수리 또는 교체가 필요할 때, 핸들(43)과 커버조립체(16)는 제거되고 그리고 카트리지(26)는 하부 베이스부재로부터 축선상으로 들어올려져서, 삽입부재(44)로부터 분리하여 시일(49)을 노출시키도록 한다. 그다음, 시일(49) 및 스프링(48)은 제거되고 또는 교체될 수 있다. 수리 또는 교체후, 그다음 카트리지(26), 커버조립체(16) 그리고 핸들(43)은 재설치된다. 교체될 필요성이 있는 통상적으로 단지 탄성중합체 시일(49), 그러한 부분들만이, 조립체와 그리고 카트리지 급수전 조립체의 재조립체의 용이한 장점을 유지하는 동안, 사실 교체된다. 삽입부재(44)는 선택적으로 소음감소장치를 구비할 수 있다. 삽입부재(44)는 온수 및 냉수 파이프가 전환위치에 있을 때 냉수 및 온수 공급을 전환하도록 회선상으로 정렬되어 있는 포트(45,46)를 또한 가지고 있을 수 있다. 이것은 인접한 2개의 샤워장 또는 욕실용 소위 배면설치일 때 종종 발생한다.

변경 실시예에 있어서, 제8도에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 대해서 설명된 부분과 같은 부분은 같은 부재번호를 가지고 있다. 삽입부재(44)는 외관상 완전한 카트리지 조립체(126)를 형성하도록 카트리지 하우징부재(56)에 사전에 부착되어 있다. 갈퀴부(prong: 154)는 상단부 끝(53)으로부터 상향으로 뻗어서 카트리지 하우징(56)에 있는 상보적인 형상의 홈(173)내로 제거가능하게 스냅식으로 끼워맞춤되어, 하우징부재(56)를 갖춘 삽입부재(44)를 올바르게 향하도록 하고 그리고 조립된 카트리지 조립체(126)를 지지하도록 한다. 전체 카트리지 조립체(126)는 통상의 카트리지를 설치할 때와 같이 사전에 조립되어 하부 베이스부재의 공동(22)내로 설치될 수 있다.

수리가 필요할 때, 전체 카트리지 조립체(126)는 하부 베이스부재(14)로부터 제거된다. 삽입부재(44)가 카트리지(26)로부터 축선상으로 제거되도록 맞물림 해제하여 탄성중합체 시일(49)과 스프링(48)으로의 접근을 제공하도록 갈퀴부(154)는 휘어질 수 있다.

그러나, 통상의 카트리지와는 달리, 삽입부재(44)가 카트리지 조립체(126)로부터 제거될 때, 이동가능한 볼 밸브요소(24)가 작동가능하게 장착되어 유지되어 있고 그리고 하우징(56)으로부터 떨어지지 않는 상태에서 카트리지(26)는 그대로 유지된다.

일단 스프링(48)과 시일(49)이 교체되면, 그다음 삽입부재(44)는 카트리지 조립체(126)를 형성하도록 카트리지(26)상으로 다시 스냅식으로 끼워맞춤될 수 있다. 그다음 카트리지 조립체(126)는 동공(22)에 다시 장착된다. 그다음, 커버조립체(16) 및 핸들(43)은 설치되어 수리를 완성한다.

이 실시예에 있어서, 카트리지 조립체(126) 및 카트리지(26)는 양쪽다 급수전 혼합밸브(10)내로 나중에 설치를 위해 대체 부분으로 구입할 수 있는 일체 완비된 조립체일 수 있다.

스프링으로 가압되는 밀봉요소(49)에 대항하여 볼(24)을 아래로 미는 경향이 있는 큰 탄성력을 가압하는 조절링은 필요없다. 개스킷 시일링(98)은 볼 밸브요소(24)와 카트리지 하우징(56) 사이의 누설을 단독으로 방지하는 기능을 한다. 볼 밸브요소(24)의 수직위치는 핀(60)과 슬롯(68)에 의해 카트리지 하우징(56)내에 고정되어 있다. 또한, 시일요소(49)에 대항하여 볼 밸브(24)의 적당한 가압을 제공하도록 통상 요구되어졌던 임의의 조절링(140) 부재는 선택적이다.

또한, 볼 밸브요소(24)는 볼 밸브요소와 결합하는 종래 기술의 혼합밸브와 비교하여 밸브하우징(12)의 전체 높이의 증가를 필요함없이 용이하게 교체가능한 밸브 카트리지(26)내로 결합되어 있다.

또한, 카트리지(26)는, 만약 볼 밸브가 적절하게 설계된 입구가 출구를 가지고 있다면, 종래에 공지된 볼 밸브와 사전에 끼워 맞춤되어 있는 표준 베이스(14)에 개조 가능하거나 또는 사용가능하다. 카트리지(26)는 또한 외부 베이스부재(14)의 제조를 간단하게 하는 하부 삽입부재(44)와 함께 사용될 수 있다. 카트리지(26)는 용이하게 설치되는 카트리지 조립체(126)를 형성하도록 삽입부재(44)에 대한 사전부착을 수용할 수 있다.

첨부한 특허청구범위에 의해 한정한 바와 같이 본 발명의 범주와 사상으로부터 벗어남없이 변경과 수정은 가능하다.

Claims (6)

1. 공동을 형성하며 상기 공동과 유체 연통하는 복수의 입구포트와 출구포트를 가지고 있는 하우징 몸체에 장착되며 상기 포트를 통하여 유량과 혼합수 온도에 있어서의 유체흐름을 제어하도록 상기 입구 포트와 결합하는 이동가능한 밸브요소를 구비하며, 상기 밸브몸체는 상기 밸브몸체에 통하는 제어개구를 구비하며, 상기 밸브요소는 상기 밸브요소에 연결되고 상기 제어개구를 통하여 뻗어있는 제어스템을 구비하고 있는 급수전 혼합밸브에 있어서, 상기 몸체는 온수 및 냉수 공급통로를 가지고 있는 하부 베이스부재와 그리고 출구통로를 포함하며, 평면 바닥과 함께 실질적으로 원통공동을 가지고 있으며; 상기 몸체는 상기 하부 베이스의 상기 공동의 하부 부분에 끼워맞춤되는 삽입부재를 포함하고 있으며; 상기 삽입부재는 상기 베이스부재에서 상기 온수 및 냉수 공급통로와 유체연통을 위해 정렬되는 각각의 입구포트와 그리고 상기 출구통로와 유체연통하는 각각의 출구포트를 가지고 있으며; 상기 삽입부재는 상기 입구포트와 결합하도록 상기 이동가능한 밸브요소를 작동 가능하게 수용하기 위한 상기 삽입부재의 상부 끝에 리세스를 가지고 있으며; 상기 혼합밸브는 카트리지가 하우징 부재를 갖춘 카트리지 형태이며; 상기 카트리지 하우징 부재는 상기 제어스템이 통과하도록 하기 위한 상부 개구를 가지고 있으며; 상기 카트리지 하우징 부재에 상기 이동가능한 밸브요소를 자리잡게 하기 위한 수단이 있으며; 상기 카트리지는 상기 이동가능한 밸브요소가 상기 입구포트에 결합하도록 상기 삽입부재에 있는 상기 리세스내로 돌출하는 하부개구를 가지고 있으며; 상기 카트리지 하우징은 상기 상부 개구 주위에 시일시트를 가지고 있으며; 그리고 밀봉 개스킷이 상기 카트리지 하우징에 있는 상기 상부 개구 주위에서 상기 시일 시트에 자리잡아서 상기 이동가능한 밸브요소에 대하여 밀봉적으로 접촉가능한; 것을 특징으로 하는 급수전 혼합밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 입구포트는, 이동가능한 밸브요소에 시일을 제공하는 관형 탄성중합체 시일을 수용하는 시트를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 급수전 혼합밸브.
3. 제2항에 있어서, 상기 이동가능한 밸브요소는 볼 밸브이며; 상기 삽입부재에 있는 상기 리세스는 반구형의 오목한 형상인 것을 특징으로 하는 급수전 혼합밸브.
4. 제3항에 있어서, 상기 삽입부재와 카트리지 부재는 서로에 대하여 축선상으로 자유롭게 이동가능하여, 상기 커버가 제거되고 그리고 상기 카트리지가 하부 베이스부재에 있는 상기 공동으로부터 들어올려질 때, 상기 삽입부재가 상기 공동에 유지되어, 이것에 의해 상기 관형 탄성중합체 시일이 교체를 위해 노출되도록 하는 것을 특징으로 하는 급수전 혼합밸브.
5. 제2항에 있어서, 상기 삽입부재와 카트리지 부재는 서로에 대하여 축선상으로 자유롭게 이동가능하여, 상기 커버가 제거되고 그리고 상기 카트리지가 하부 베이스부재에 있는 상기 공동으로부터 들어올려질 때, 상기 삽입부재가 상기 공동에 유지되어, 이것에 의해 상기 관형 탄성중합체 시일이 교체를 위해 노출되도록 하는 것을 특징으로 하는 급수전 혼합밸브.
6. 제1항에 있어서, 상기 이동가능한 밸브요소는 볼 밸브이고; 상기 삽입부재에 있는 상기 리세스는 반구형의 오목형상인 것을 특징으로 하는 급수전 혼합밸브.