KR100235852B1 - 개량된볼밸브급수전 - Google Patents

Abstract

혼합밸브(10)는 혼합수의 유동률과 온도혼합을 제어하기 위하여 이동가능한 볼밸브(24)를 조정하는 제어스템(42)이 있는 볼밸브(24)를 포함하고 있는 카트리지 조립체(26)를 가지고 있다. 볼밸브(24)는 카트리지 하우징 부재(56)의 수직으로 뻗어 있는 슬롯(68 및 70)안에 수용된 그것을 통하여 뻗어 있는 핀(60)을 가지고 있다. 핀은 볼밸브(24)내로 압축끼워맞춤되어 볼이 카트리지의 하부개방끝(92)의 밖으로 떨어지는 것을 방지한다.

Description

개량된 볼밸브 급수전{AN IMPROVED BALL VALVE FAUCET}

온수와 냉수 양쪽의 흐름을 제어하는 일반적으로 혼합밸브로서 언급된 단일 핸들 급수전이 대개의 소비자에게 호평을 받고 있다는 것을 확인하였다. 이 급수전은 핸들 또는 노브가 온수와 냉수의 혼합을 조정하고, 그리고 체적률 즉, 유동을 조정하도록 2개의 별개의 방향으로 이동가능하도록 일반적으로 구성되어 있다.

가장 널리 상업적으로 호평을 받고 있는 것으로 확인된 2개의 기본적인 타입의 믹서밸브는 플레이트 밸브와 볼밸브이다. 볼밸브는 내구성이 있는 신뢰성이 있는 콤팩트 구조를 제공한다. 플레이트 밸브는 카트리지 형태로 묶음구성되어지는 것에 오랫동안 익숙한 구동기구를 제공한다.

공지된 플레이트 밸브 카트리지는 이동가능한, 그리고 고정된 밸브플레이트를 수용하고 있다. 이 카트리지는 급수전에 대해 용이한 수리를 달성하기 위하여 용이하게 제거되어 다른 것으로 교환될 수 있다. 급수전으로의 물공급을 중단한 후 급수전은 단지 열리어 카트리지가 용이하게 교환된다. 이런 타입의 수리는 숙련공을 부를 필요없이 수행될 수 있다.

플레이트 밸브는 오랫동안 카트리지 포맷내로 일체화되어 왔었지만 볼밸브는 최근에야 카트리지 구조에 적용가능하게 되었다. 볼밸브에 대한 상업적으로 성공적인 카트리지의 개발에 있어서의 어려움은 몇몇 해결되지 않은 부분이 있다는 것이다. 먼저, 종래의 볼밸브의 부유성질은 카트리지가 완전하게 볼밸브를 둘러싸고 포획하는 것을 요구하며 그렇지 않으면 볼밸브는 간단하게 카트리지의 바닥으로부터 떨어진다. 둘째로, 급수전 몸체에서의 볼밸브구조의 콤팩트한 성질은 카트리지의 함유물을 위한 공간을 거의 남겨두지 않는다. 급수전하우징 내로 볼을 수용하고 포획하는 종래의 카트리지의 도입은 하우징이 카트리지의 함유물을 위하여 요구되는 추가의 높이와 맞도록 더 높게 만들어져야 하므로 바람직하지 못하다.

게다가, 종래의 카트리지는 마모된 탄성시일에 대하여 선택적으로 수리하는 것을 방해한다. 카트리지는 이동밸브 구성요소와 탄성포트시일을 종종 포함하는 고정밸브포트 모두를 수용한다. 대부분의 마모와 그 결과로 생긴 급수전에서의 누수는 탄성포트시일상의 이동볼밸브구성요소의 반복운동으로 생긴다. 시일이 카트리지안에 넣어져 있기 때문에 전체 카트리지는 아직 사용할 수 있는 수명이 남아 있는 많은 양호한 카트리지 구성요소와 함께 교환된다. 그러나, 폐물을 제거하려는 욕구는 수리작업을 단순화하려는 요구에 의해서 상쇄된다. 게다가, 많은 카트리지는 영구적으로 함께 조립되어 있어 임시적인 분해를 허용하지 않는다.

카트리지가 분해될 수 있더라도 카트리지의 이점은 카트리지가 전부 구성요소부분으로 분해된다면 상실된다. 이동가능한 밸브구성요소는 어긋나고, 그리고 종종 정확한 방향으로 되돌려지지 않는다. 이런 잘못된 설치는 본래부터 대칭인 대칭의 플레이트 밸브와 볼밸브에 대해서 발생할 수 있다. 카트리지안에서 대칭으로 보이는 볼밸브를 부정확한 방향으로 장착하는 것을 회피하기 위하여 식견이 있는 숙련자가 필요하다.

고안되어 진 볼밸브카트리지는 핸들이 공지된 플레이트타입 믹서밸브와 동일한 방식으로 작동되어지도록 한다. 몇몇의 이들 볼타입 믹서밸브는 볼밸브구성요소위에 장착된 회전가능한 플레이트의 형태인 다른 또 하나의 이동부분의 도입을 필요로 한다. 이러한 볼 밸브는 1984년 5월22일자로 로취(Lorch)명의로 발행된 미합중국특허 제 4,449,551호에서 개시되어 있다. 플레이트 밸브의 핸들운동을 모방하는 다른 하나의 볼구조는 1992년12월23일자로 발행된 PCT공보 WO 92/22765호에서 개시되어 있다. 이 볼은 하우징안에 볼을 수직으로 부착하도록 그 이큐에이터를 통하여 뻗어 있는 수평핀과 결합한다.

이들 2개의 상기 언급된 공보에서 개시된 급수전의 볼밸브구조는 급수전 몸체의 고정된 길이방향축선을 중심으로 한 핸들의 선회운동과, 밸브몸체에 대하여 이동가능한 수평축선을 중심으로 한 로킹(rocking) 즉, 피벗운동을 허용한다. 이동가능한 수평축선은 급속전 몸체의 길이방향축선에 수직이고, 그리고 핸들이 고정된 길이방향축선을 중심으로 회전할 때 이것이 하우징을 중심으로 이동하도록 핸들에 대하여 고정되어 있다. 고정된 길이방향축선을 가짐으로써 이런 타입의 운동을 하는 볼밸브는 볼을 관통하여, 그리고 카트리지에서 수평슬롯내로 뻗어 있는 수평핀의 사용에 의해서 카트리지내에 신속하게 고정될 수 있다.

온수와 냉수의 온도혼합은 핸들이 오프위치에 있거나 근처에 있을때 길이방향축선을 중심으로 핸들을 선회시킴으로써 정확하게 조정될 수 있다.

그러나, 상술된 볼밸브구조의 온도감도 및 정교한 온도조정은 밸브가 완전개방위치를 향하여 회전될 때 줄어든다. 이 점감효과는 제어스템이 스템으로부터 전방으로 뻗어 있는 레버핸들에 종종 부착되어 있다는 사실로 인한 것이다. 후방으로의 스템의 개방운동 즉, 로킹시 레버핸들 말단끝은 수직의 고정된 길이방향의 온도회전축선을 향하여 더욱 근접하게 이동한다. 따라서, 온도조정을 위한 유효 토오크 아암길이는 실질적으로 짧아지게 된다. 이런 짧아진 토오크 아암은 정교한 온도조정을 방해한다.

다른 타입의 볼구동기구가 정확한 온도조정이 최대한의 유동상태동안 요구되는 상황에서 유용하고 바람직할 것이다. 이들 다른 타입의 볼구동기구는 급수전몸체의 길이방향축선에 대해 횡단하는 즉, 다수의 세면장 급수전에 수평인 고정된 회전축선을 가지고 있다. 하나의 볼밸브 구동기구는 제 2수평의 고정된 축선과 거기에 실질적으로 수직인 이동가능한 축선을 가지고 있다. 이동가능한 회전축선은 볼의 운동으로 고정된 축선을 중심으로 수직평면에서 피벗선회가능하고 수평위치를 중심으로하여 행해진다. 이런 타입의 볼구동기구의 예는 1962년10월 2일자로 애덤스 등(Adams et al.)명의로 발행된 미합중국 특허 제 3,056,418호에서 개시되어 있다. 다른 또 하나의 공지된 볼구동기구는 애덤스 명의의 공보에서의 볼구동기구와 반대위치로 고정되고 이동가능한 축선을 가지고 있다. 이런 타입의 볼구동기구의 예는 1952년 4월 8일자로 페리(Perry)명의로 발행된 미합중국 특허 제 2,592,062호에서 개시되어 있다.

그러나, 고유동률에서 보다 나은 온도조정을 제공하는 이들 다른 타입의 볼밸브구동기구는 몇가지 이유로 인하여 카트리지 조립체안에 설치되는 것이 유리하지 않았다. 하나의 이유는 어느정도는 급수전 몸체를 통하여 길이방향으로 방향지워진 고정된 회전축선의 결여로 인한 것이다. 이런 고정된 길이방향축선의 결여는 수직의 잠금위치로 볼을 부착하고 필요한 2개의 축선, 즉 수평인 고정된 축선 및 거기에 수직인 이동가능한 축선을 중심으로 볼을 피벗하도록 억제를 유지하면서, 알맞은 크기의 카트리지내에 볼을 적당하게 묶음구성하는 기구의 개발을 방해한다.

볼 밸브를 작동가능하게 수용하는 믹서밸브를 위하여 카트리지에서 볼구성요소의 장착을 제공하는 신속하게 제조되는 볼밸브구조가 요구된다. 또한, 완전한 개방위치동안 온도조정의 용이함을 제공하는 볼밸브구성요소가 있는 신속하게 제조되는 급수전이 요구된다.

본 발명의 분야는 급수전 혼합밸브에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 혼합밸브를 위한 볼밸트 카트리지에 관한 것이다.

도 1은 오프위치에서 급수전을 예시하고 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 급수전믹서밸브의 측면 및 부분도;

도 2는 도 1에서 도시된 선 2-2를 따라서 취해진 카트리지 조립체와 급수전 몸체의 부분단면도;

도 3은 도 1에서 도시된 믹서밸브의 분해사시도;

도 4는 도 1에서 도시된 카트리지 조립체의 확대부분 단면도;

도 5는 도 1에서 도시된 카트리지 조립체의 바닥평면도; 및

도 6은 카트리지 조립체의 상부평면도.

본 발명의 양상에 따라 급수전 믹서밸브는 급수전 몸체의 캐비티안에 피벗식으로 장착된 이동가능한 볼밸브 구성요소를 가지고 있다. 캐비티는 복수의 입구포트 및 적어도 하나의 출구포트와 유체연통상태로 있다. 볼밸브는 적어도 부분적으로 구면인 밸브표면과 이 밸브표면에서 복수의 입구개구부를 가지고 있다. 이 개구부는 포트와 상호작동하여 유동률과 온도혼합 모두에서 유체유동을 제어한다. 볼밸브는 급수전몸체의 제어개구부를 통하여 통과하는 부착된 제어스템을 가진다. 핸들은 스템에 작동가능하게 연결될 수도 있다. 시일링 가스킷은 제어개구부의 주위의 시일시이트안에 수용되고, 이동가능한 볼밸브구성요소와 몸체에 대하여 밀봉상태로 맞닿는다.

볼밸브구성요소는 볼밸브구성요소의 온수와 냉수개구부 사이에 끼워진 대칭의 평면에서 거기서 뻗어 있는 핀을 가지고 있다. 하우징 몸체는 냉온 입구포트 사이에서 대칭의 평면을 따라서 뻗어 있는 제 1길이방향으로 뻗어 있는 슬롯을 가지고 있다. 슬롯은 볼밸브구성요소가 핀과 정렬된 제 1이동가능한 축선과 길이방향슬롯과 제 1축선 양쪽에 대해 직각인 제 2고정된 축선을 따라서 회전가능하도록 핀을 미끄럼이동가능하게, 그리고 피벗선회 가능하게 수용한다. 바람직하게는, 급수전몸체는 볼밸브를 피벗선회가능하게 수용하는 카트리지 하우징 부재를 포함한다. 급수전 몸체는 카트리지 하우징 부재를 수용할 정도의 크기의 캐비티를 가지고 있다. 카트리지 하우징 부재는 제어스템이 그것을 관통하도록 하기 위하여 상부개구부를 가지고 있다. 카트리지 하우징 부재는 제 1길이방향으로 뻗어 있는 슬롯을 가지고 있다. 슬롯은 카트리지 하우징 부재의 내부벽내에 있고, 그리고 핀은 볼밸브구성요소로부터 가로로 뻗어 있고 볼밸브 구성요소가 제1 및 제2축선을 따라 회전하도록 카트리지의 슬롯안에 미끄럼이동가능하게, 그리고 피벗선회가능하게 수용되어 있다.

카트리지 하우징 부재는 볼밸브구성요소가 각각의 입구포트의 하류끝에서 수용된 탄성입구포트 시일에 직접 접하도록 볼밸브구성요소가 입구포트와 상호작용하도록 통하여 돌출하는 하부개구부를 가지고 있다. 카트리지 하우징 부재는 바람직하게는 제 1길이방향으로 뻗어 있는 슬롯과 직경상으로 정반대인 제 2길이방향으로 뻗어 있는 슬롯을 가지고 있다. 핀은 바람직하게는 볼구성요소를 통하여 완전히 뻗어 있으므로 이것은 각각의 핀끝이 카트리지의 각각의 제 1및 제 2슬롯내에 수용된 상태로 볼밸브의 직경상으로 정반대인 부위에서 뻗어 있는 제 1및 제 2말단끝을 가지고 있다. 각각의 제 1및 제 2슬롯은 하부개구부 위에 이격된 하부끝을 가지고 있다. 각각의 하부끝은 각각의 핀끝과 접하는 접합어깨부를 가지고 있다. 각각의 핀끝은 하부개구부의 직경보다 훨씬 더 멀리 이격되어 있으므로 볼밸브구성요소는 접합어깨부 위의 슬롯안의 핀끝에 의해서 상기 카트리지 하우징 부재내에 유지되어 있다.

하나의 실시예에서, 카트리지 하우징 부재안의 하나의 슬롯은 카트리지 하우징 부재의 외부벽까지 뻗어 있는 측통로를 가지고 있다. 핀은 측통로를 통하여 통과되고 카트리지 하우징 부재내로 볼밸브의 설치를 위하여 볼밸브내로 압축끼워맞춤되어진다.

하나의 실시예에서, 카트리지 또는 밸브몸체의 상부개구부는 길이방향슬롯의 축선을 포함하는 대칭의 표면을 중심으로 대칭이 되도록 형상화되고 위치되어 있다. 개구부는 대략 180°의 전방반원 호형전방에지와 대략 160°의 각진 코너를 형성하는 2개의 반경방향으로 뻗는 후방직선에지를 가지고 있다. 노치는 반원에지의 중간점에서 위치되어 있고 제어스템을 측방향으로 수용하도록 크기가 정해져 있다.

바람직하게는 볼밸브구성요소는 얇은 분할리브에 의해서 분리된 한쌍의 냉수입구개구부와, 다른 하나의 얇은 분할리브에 의해서 분리된 한쌍의 온수입구개구부를 가지고 있다. 대칭의 평면은 볼밸브가 중간의 혼합위치안에 있을때 2쌍의 입구개구부 사이에 끼워져 있다. 또한, 볼밸브구성요소가 냉수와 온수입구개구부 사이에서 대칭으로 배열된 한쌍의 출구개구부를 가지는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 양상에 따라, 볼밸브카트리지 조립체는 거기에서 뻗어 있고 카트리지 하우징 부재의 내부벽에서 수직슬롯내로 뻗어 있는 핀이 있는 볼밸브를 가지고 있다.

이제 첨부도면을 참고로 하여 언급된다.

이제 도 1 내지 도 3에 대하여 언급하면, 혼합밸브(10)는 하우징 베이스부재(14)와 커버조립체(16)로 부터 형성되어 있는 종래의 밸브하우징 또는 몸체(12)를 가진다. 베이스부재(14)는 실질적으로 반구면 하부표면(21)이 형성된 캐비티(22)를 가지고 있다. 냉온수를 위한 2개의 입구포트(18 및 19)는 하부표면(21)내로 카운터 보링된 하류끝을 가지고 있으므로 카트리지 조립체(26)안에 수용된 볼밸브구성요소(24)에 대하여 관형탄성시일링 구성요소(25)를 가압하는 2개의 가압스프링(23)을 위한 시이트를 형성한다. 전방 및 후방출구통로(20)는 캐비티(22)로 부터 혼합수의 통로를 위하여 하부표면(21)으로부터 그리고 측원통형벽(27)을 통하여 뻗어 있다.

종래의 관형셸(17)은 하부베이스부재(14)의 주위에 밀봉상태로 미끄럼이동가능하게 장착되어 있고 전방 및 후방출구통로(20)와 유체연통상태로 환형챔버(15)를 형성한다. 하우징(12)과 관형셸(17)사이에 끼워진 O링시일(28)은 그 사이에서 원하지 않는 누수를 방지한다. 분출구(29)는 셸(17)의 구멍(13)을 통하여 환형챔버(15)와 유체연통상태로 셸에 부착되어 있다. 커버조립체(16)는 베이스부재(14)로 나사고정되는 나사가공된 캡부재(30)를 포함한다. 표면의 셸(11)은 부재(30)위에 위치될 수 있다.

도 5에서 명확하게 도시된 바와같이, 볼 밸브구성요소(24)는 적당하게 형상화되고 위치된 냉수입구개구부(32 및 33)와 온수입구개구부(34 및 35)가 있는 실질적으로 구면의 밸브표면(31)을 가지고 있다. 냉수입구개구부(32 및 33)는 그 사이에서 얇은 리브(39)를 형성하도록 이격되어 있다. 온수입구개구부(34 및 35)는 유사하게 이격되어 있으므로 역시 그 사이에서 끼워진 얇은 유사한 리브(39)를 가지고 있다. 한쌍의 출구개구부(36 및 37)도 역시 그것을 통하여 뻗어 있다. 표면(31)의 형상은 실질적으로 캐비티(22)의 하부표면(21)의 오목한 형상을 보완한다. 개구부(32,33,34 및 35)는 출구통로(20)와 유체연통상태로 있는 각각의 입구포트(18 및 19)및 출구개구부(36 및 37)와 상호작동하므로 2개의 입구포트(18 및 19)로 부터 출구통로(20)로의 물의 혼합비와 유동률 즉, 단위시간당 전체물의 체적을 조정한다.

커버조립체(16)는 그것을 관통하는 제어개구부(40)를 가지고 있다. 이 커버(16)는 밸브하우징(12)의 길이방향축선(48)이 제어개구부(40)를 통하여 통과하도록 위치되어 있다. 카트리지(26)는 개구부(40)의 바로 밑에서 정렬된 상부개구부(58)를 가지고 있는 하우징부재(56)를 포함하고 있다.

제어스템(42)은 볼밸브구성요소(24)에 연결되어 고정되어 있다. 제어스템(42)은 제어개구부(40)를 통하여 뻗어 있다. 제어스템(42)은 종래의 방식으로 급수전핸들(43)에 부착되어지도록 구성되어 있다. 핸들(43)은 말단 레버끝(45)이 있는 레버스타일 핸들이다.

카트리지 조립체(26)는 카트리지 하우징부재(56)에 피벗식으로 장착된 볼밸브구성요소(24)를 가지고 있다. 하우징부재(56)는 급수전적용에 적당한 공지된 플라스틱재료로 제조될 수도 있다. 볼밸브구성요소(24)는 또한 그것을 통하여 뻗어 있는 원통형 핀(60)을 가지고 있으며 그 말단끝(62)은 볼밸브표면(31)의 외부로 뻗어 있다. 핀(60)은 표면(31)을 통하여 직경상으로 정반대의 구멍(61)내로 압축끼워맞춤되어짐으로써 볼밸브에 부착될 수도 있다. 핀(60)은 볼밸브(24)의 중심(66)을 교차하고 제어스템(42)에 수직으로 놓이도록 위치되어 있다.

각각의 말단끝(62)은 카트리지 하우징부재(56)의 내부원통형벽(57)의 길이방향으로 뻗어 있는 슬롯(68 및 70)안에 위치되어 있다. 슬롯(68 및 70)은 직경상으로 정반대이고, 그리고 도면에서 도시된 바와같이 수직으로 방향지워져 있다. 그러나, 급수전 밸브가 벽에 설치되어 있을때 길이방향은 수평일 수도 있다는 것을 알아야 한다. 슬롯(68 및 70)의 하부끝은 접합어깨부(82)를 형성하도록 하부개방끝(92)보다 위에서 끝난다. 어깨부(82)는 끝(62)의 간격보다 적은 거리로 이격되어 있어 카트리지 하우징부재(56)안에서 볼밸브를 유지한다.

각각의 슬롯(68 및 70)은 대칭의 평면(69)에서 위치된 중심축선을 가지고 있다. 슬롯(70)은 카트리지 하우징(56)의 외부벽(80)을 통하여 뻗는 윈도우 통로(79)를 가지고 있다. 도 2에서 도시된 바와같이, 슬롯(68 및 70)은 평면(69)에 수직이고 따라서 역시 길이방향슬롯(68 및 70)에 수직인 고정된 수평축선(64)에 대하여 슬롯(68 및 70)안에서 핀끝(62)의 미끄럼운동을 허용하도록 다만 충분한 여유를 형성하는 폭을 가지고 있다. 바람직하게는 슬롯(68 및 70)과 핀끝(62)사이에서 옆의 간격이 존재하지 않으므로 슬롯의 폭으로 일반적으로 언급되는 방향을 따라서 볼밸브(24)가 현저하게 회전하지 않는다.

각각의 말단끝(62)은 원통형이기 때문에 이들은 이들이 핀(60)의 축선(75)을 중심으로 슬롯(68 및 70)에서 피벗선회하도록 원형단면을 가진다. 이 축선(75)은 수평고정축선(64)에 수직인 대칭의 평면(69)에 놓여 있다. 축선(75)은 중심(66)에서 축선(64)과 교차하고, 그리고 핀(60)과 함께 이동가능하다. 즉, 이것은 볼밸브(24)에 대하여 정지한 채로 있으나, 밸브하우징(12)에 대하여 이동가능하다. 축선(75)은 제어스템(42)의 축선에 역시 수직이다. 다시 말해서, 이동가능한 축선(75)은 직각이고 급수전의 정상작동동안 제어스템(42)과 고정된 축선(64)모두에 직각인채로 있다. 축선(64)은 축선(75)과 길이방향슬롯(68 및 70)모두에 수직이다.

볼밸브구성요소(24)는 카트리지 하우징(56)의 큰 하부개방끝(92)을 통하여 돌출하고 있는 밸브표면(31)의 하부부위(90)를 가지고 있다. 돌출부위(90)는 도 1 및 도 2에서 명확하게 도시된 바와같이 볼밸브(24)의 상당한 부분이다. 입구개구부(32,33,34 및 35)와 출구개구부(36 및 37)가 있는 밸브표면(31)은 도 2에서 도시된 바와같이 입구포트(18 및 19)안에 수용된 스프링 가압된 시일링 구성요소(25)와 작동가능하게 직접 접해있다.

입구포트(18 및 19)는 대칭의 평면(69)의 반대측에 대하여 대칭으로 위치되어 있다. 출구포트(20)는 핀(60)바로 밑에서 대칭의 평면(69)과 정렬되어 있다. 핀(60)은 입구포트(18 및 19)사이에서 뻗어 있다. 냉수입구개구부(32 및 33)와 온수입구개구부(34 및 35)는 볼밸브가 도 2와 도 5에서 예시된 바와같이 중간의 온도위치에 있을때 대칭의 평면(69)에 대하여 대칭으로 위치되어 있다. 출구개구부(36 및 37)도 역시 볼밸브가 도 2와 도 5에서 도시된 바와같이 중간의 혼합위치에 있을때 대칭의 평면(69)과 대칭으로 정렬되어 있다.

볼밸브 구성요소(24)의 상부부위(99)는 내부매달린 원통형벽(80)에 의해서 부분적으로 형성된 카트리지하우징(56)의 내부챔버(101)내에 수용된다. 내부챔버(101)는 밸브하우징(12)의 캐비티(22)와 유체연통상태로 있다.

도 1과 도 4에서 도시된 바와같이, 환형가스킷시이트(94)는 상부개구부(58)주위에 위치되어 있고 챔버(101)내에서 볼밸브 구성요소(24)를 향하고 있다. 가스킷시이트(94)는 내주(95)가 외주(96)보다 더 높게 위치되어 있는 상태로 기울어져 있다. 아래쪽으로 매달린 어깨부 또는 칼라(97)는 내주에서 수직으로 매달려 있고 볼밸브 상부부위(99)에 아주근접하게 있고 제조공차를 허용한다.

환형가스킷시일링(98)은 내주(100)가 외주(102)보다 더 높아지도록 뒤틀리는 상태로 이것이 예압하에서 위치되도록 시이트(94)에 대하여 카트리지하우징(56)안에서 장착되어 있다. 가스킷시일링(98)과 접하는 볼표면(31)의 상부부위(99)는 적당한 매끄러움을 위하여 적절하게 연마되어 적당한 시일에 가스킷을 제공한다.

다른 시일구조는 단순한 O링 또는 립시일처럼 가능하다. 시일은 칼라(97)가 볼(24)과 카트리지하우징(56)사이에서 시일에 가해진 압력의 크기에 대해 제어된 상한값을 제공하기 때문에 가혹한 압축을 위하여 구성되어질 필요는 없다.

하우징벽(80)의 외부표면은 O링(112)을 수용하는 환형홈(111)을 가지고 있다. O링(112)은 하우징(12)의 하부몸체부재(14)에서의 캐비티(22)와 함께 카트리지 외주를 밀봉하도록 크기가 정해져 있다.

고정된 수평축선(64)을 따라서 제어스템(42)의 로킹은 이동가능한 축선(75)을 중심으로 한 볼밸브부재의 회전위치에 독립적으로 피벗축선(64)을 중심으로 볼밸브구성요소(24)를 피벗선회시킨다. 핀(60)의 말단끝(62)은 각각의 슬롯(68 및 70)을 따라서 미끄럼이동하므로 볼밸브구성요소(24)가 축선(64)을 중심으로 회전하도록 한다. 슬롯(68 및 70)내에서 핀(60)의 회전은 볼밸브구성요소(24)가 축(75)을 중심으로 회전하도록 한다.

축선(64)을 중심으로 한 볼밸브구성요소(24)의 회전은 핀(60)과 맞닿는 슬롯(68 및 70)의 하부정지 어깨부(82)와 상부정지어깨부(84)에 의해서 제한된다. 도 4에서 예시된 바와같이, 축선(64)을 중심으로 한 볼밸브구성요소(24)의 회전은 방출되는 물의 유동률을 조정한다.

다르게는 또는 정지어깨부(82 및 84)외에 축선(64 및 75)을 중심으로 한 볼의 회전은 또한 카트리지 하우징 부재(56)에서 상부개구부(58)의 반경방향에지에 의해서 제한될 수도 있다. 도 6에서 명확하게 도시된 바와같이 개구부(58)는 노치(86)가 제어스템(42)을 수용할 정도로 충분히 넓게 되도록 형상화될 수도 있다. 대략 180°의 반구면 호형에지(87)는 노치(86)로부터 대칭으로 거기에서 뻗어 있다. 2개의 직선후방에지(88)는 대칭의 평면(69)에서 대략 160°의 각도를 형성하도록 호로부터 뻗어 만난다.

카트리지는 가스킷(98 및 112)이 적당하게 수용되어 있는 상태로 조립되어 있다. 볼은 먼저 하부개구부(92)로부터 하우징(56)안에 볼을 위치시키고 개구부(58)를 통하여 스템(42)을 뻗게함으로써 카트리지안에 설치된다. 구멍(61)은 윈도우(85)와 정렬된다. 그리고나서 핀(60)은 윈도우(85)를 통하여 밀리고 양구멍(61)내로 압축끼워맞춤되고 그 안에서의 압축끼워맞춤에 의해서 유지된다.

하부개구부(92)는 임의로 볼밸브(24)의 직경 보다 약간 더 작은 치수를 가진다. 볼(24)은 어깨부(82)가 더욱 멀어지도록 해주는 끝(92)부근의 카트리지 하우징 부재(56)의 플라스틱 재료의 유연성에 의해서 개구부(92)를 통하여 챔버(101)내로 끼워맞춤될 수도 있다.

그리고나서 핀(60)이 있는 볼은 어깨부(82)를 지나서 미끄럼이동할 수 있다. 플라스틱이 해제될때 어깨부(82)는 그 안에서 볼과 핀을 유지하도록 정위치로 되튕긴다. 조립된 카트리지(26)는 급수전 믹서밸브(10)내로 나중의 설치를 위한 수리교환물로서 별개로 판매될 수 있는 자체완비 조립체이다.

도 3에서 도시된 바와같이, 조립된 카트리지(26)는 급수전몸체(14)의 캐비티(22)안에 위치된다. 베이스(14)의 슬롯(71)은 카트리지의 러그(72)로 카트리지(26)를 적당하게 위치시키고 수평돌기부(130)는 베이스부재(14)의 상응하는 수평돌기(132)상에 카트리지(26)를 적당하게 수직으로 위치시킨다. 그리고나서, 나사가공된 캡부재(23)는 수직의 플랜지(133)위로 끼워넣어지고 수평돌기부(132)에 대하여 카트리지(26)를 아래쪽으로 압축한다.

급수전을 수리하는 경우에 사실상 교환되어야 하는 부분만, 일반적으로 탄성시일(25)만이 카트리지 급수전 조립체의 조립 및 재조립의 용이함의 이점을 그대로 간직한 채 교환된다.

스프링가압된 시일링 구성요소(25)에 대하여 볼(24)을 아래로 누르도록 의도된 큰 탄성 가압조정링에 대한 요구가 제거된다. 가스킷시일링(98)은 볼밸브 구성요소(24)와 카트리지 하우징(56)사이에서 단독으로 누수를 방지하는 기능을 한다. O링(112)은 단독으로 카트리지 하우징(56)과 하부베이스부재(14)사이에서 누수를 방지하는 기능을 한다.

더구나, 볼밸브구성요소는 볼밸브 구성요소와 공조(共助)하는 종래의 혼합밸브와 비교하여 밸브하우징(12)의 전체높이를 증가시킬 필요없이 교환가능한 카트리지 조립체(26)내로 용이하게 결합된다. 카트리지 조립체는 쉽게 조립된다.

이 볼밸브를 위한 구동기구는 유동률에 상관없이 온도조정의 용이성을 제공한다. 온도혼합조정은 보다 높은 유동률에서 저하되지 않는다. 핸들(43)의 말단끝(45)은 2개의 회전축선(64 및 75)으로부터 일정한 거리를 유지하므로 유동률의 양에 독립하여 작동의 동일한 온도감도를 유지한다.

변형 및 수정은 첨부된 특허청구의 범위에 의해서 정의된 바와같이 본 발명의 범위 및 정신으로부터 일탈함이 없이 가능하다.

Claims (16)

1. 캐비티를 형성하는 하우징 몸체안에 장착된 이동가능한 볼밸브구성요소를 가지고 있으며 상기 몸체는 상기 캐비티와 유체연통상태로 있는 복수의 입구포트와 출구포트를 가지고 있고, 상기 볼밸브구성요소는 상기 포트를 통하여 유동률과 온도혼합에서 액체유동을 제어하도록 상기 입구포트와 상호작용하고, 상기 하우징 몸체는 그것을 관통하는 제어개구부를 가지고 있고, 상기 볼밸브구성요소는 거기에 연결되어 상기 제어개구부를 통하여 뻗어 있는 제어스템을 가지고 있는, 급수전 믹서 밸브에 있어서,

   상기 믹서밸브는 카트리지가 하우징부재를 가지고 있는 상태의 카트리지 형태로 있고;

   상기 카트리지 하우징부재는 상기 제어스템이 그것을 통하여 통과하게 하기 위한 상부개구부와 하부끝을 가지고 있고;

   상기 카트리지 하우징부재는 상기 상부개구부 주위에 시일시이트를 가지고 있고;

   시일링 가스킷은 상기 카트리지 하우징부재의 상기 상부개구부의 주위에 상기 시일시이트안에 수용되어 있고 상기 이동가능한 볼밸브구성요소에 대하여 밀봉상태로 접해있고;

   상기 카트리지 하우징부재는 상기 상부개구부와 상기 하부끝사이에서 뻗어 있는 그 안에서 제 1길이방향으로 뻗어 있는 슬롯을 가지고 있고; 그리고

   핀은 상기 볼이 상기 핀과 정렬된 제 1축선과 상기 길이방향슬롯과 상기 제 1축선을 가로지르는 제 2축선을 따라서 회전가능하도록 상기 볼로부터 가로로 뻗어 있고 상기 카트리지 하우징부재의 상기 슬롯안에 미끄럼이동가능하게 피벗식으로 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 급수전 믹서밸브.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 카트리지는 상기 이동가능한 볼밸브구성요소가 상기 입구포트와 상호작동하도록 그것을 통하여 상기 하우징 몸체의 리세스내로 돌출하는 하부개구부를 가지고 있고;

   제 2길이방향으로 뻗어 있는 슬롯은 상기 제 1길이방향으로 뻗어 있는 슬롯과 직경상으로 정반대로 있고;

   상기 볼은 각각의 핀끝이 각각의 제 1및 제 2슬롯에 수용되어 있는 상태로 상기 볼의 직경상으로 정반대 부위에서 뻗어 있는 제 1 및 제 2핀말단끝을 가지고 있고;

   상기 각각의 제 1및 제 2슬롯은 하부개구부 위에 상기 각각의 핀끝을 접하게 하기 위한 접합어깨부를 가지고 있는 하부끝을 가지고 있고; 그리고

   상기 각각의 핀끝은 상기 볼밸브가 상기 접합어깨부 위의 상기 슬롯내의 상기 핀끝에 의해서 상기 카트리지 하우징부재내에 유지되도록 상기 하부개구부의 직경보다 더 멀리 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 급수전 믹서밸브.
3. 제 2 항에 있어서, 각각의 길이방향 슬롯은 복수의 입구포트사이의 대칭의 평면을 따라서 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 급수전 믹서밸브.
4. 제 3 항에 있어서, 카트리지 하우징부재의 상기 상부 개구부는 길이방향슬롯의 축선을 포함하는 대칭의 평면에 대해서 대칭이 되도록 형상화 되어 위치되어 있고;

   상기 개구부는 대략 180°의 전방반구면 호형에지와 대략 160°의 각도를 형성하는 2개의 반경방향으로 뻗어 있는 직선후방에지를 가지고 있고; 그리고

   노치는 반구면호의 중심에 위치되고 제어스템을 옆으로 수용하도록 크기가 정해져 있는 것을 특징으로 하는 급수전 믹서밸브.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 볼밸브는 얇은 분할리브에 의해서 분리된 한쌍의 냉수입구개구부와, 다른 얇은 분할리브에 의해서 분리된 한쌍의 온수입구개구부를 가지고 있고; 그리고

   상기 대칭의 평면은 상기 볼밸브가 중간의 혼합위치로 있을때 두쌍의 입구개구부사이에 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 급수전 믹서밸브.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 볼밸브는 상기 냉수와 온수 입구개구부 사이에서 대칭으로 배열된 한쌍의 출구개구부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 급수전 믹서밸브.
7. 캐비티를 형성하는 하우징 몸체안에 장착된 이동가능한 볼밸브 구성요소를 가지고 있으며 상기 몸체는 상기 캐비티와 유체연통상태로 있는 복수의 입구포트와 출구포트를 가지고 있고, 상기 볼밸브구성요소는 상기 포트를 통하여 유동률과 온도혼합에서 액체유동을 제어하도록 상기 입구포트와 상호작용하고, 상기 하우징몸체는 그것을 관통하는 제어개구부를 가지고 있고, 상기 볼밸브구성요소는 거기에 연결되어 상기 제어개구부를 통하여 뻗어 있는 제어스템을 가지고 있는 급수전 믹서 밸브에 있어서,

   상기 하우징몸체는 그안에서 제 1길이방향으로 뻗어 있는 슬롯을 가지고 있고;

   핀은 상기 볼밸브구성요소가 상기 핀과 정렬된 제 1축선과 상기 길이방향슬롯과 상기 제 1축선을 가로지르는 제 2축선을 따라서 회전가능하도록 상기 볼밸브구성요소로부터 가로로 뻗어 있고 상기 하우징 몸체의 상기 슬롯안에 미끄럼 이동가능하게 피벗식으로 수용되어 있고; 그리고

   상기 길이방향슬롯은 복수의 입구포트사이에 끼워져 있는 대칭의 평면을 따라서 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 급수전 믹서밸브.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제어개구부는 길이방향슬롯의 축선을 포함하는 대칭의 평면에 대해서 대칭이 되도록 형상화 되어 위치되어 있는 윤곽에지를 포함하고 있고;

   상기 윤곽에지는 대략 180°의 전방반구면 호형에지와 대략 160°의 각도를 형성하는 2개의 반경방향으로 뻗어 있는 후방라인을 가지고 있고; 그리고

   노치는 반구면호의 중심에 위치되고 제어스템을 옆으로 수용하도록 크기가 정해져 있는 것을 특징으로 하는 급수전 믹서밸브.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 볼밸브 구성요소는 얇은 분할리브에 의해서 분리된 한쌍의 냉수입구개구부와, 다른 얇은 분할리브에 의해서 분리된 한쌍의 온수입구개구부를 가지고 있고; 그리고

   상기 대칭의 평면은 상기 볼밸브 구성요소가 중간의 혼합위치로 있을때 두쌍의 입구개구부 사이에 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 급수전 믹서밸브.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 볼밸브 구성요소는 상기 냉수와 온수입구개구부 사이에서 대칭으로 배열된 한쌍의 출구개구부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 급수전 믹서밸브.
11. 믹서밸브를 위한 볼밸브 카트리지에 있어서, 볼밸브구성요소는 적어도 하나의 입구와 출구를 가지고 있고;

    카트리지 하우징 부재는 제어스템이 그것을 통하여 통과하게 하기 위한 상부개구부를 가지고 있고;

    상기 카트리지 하우징부재는 상기 이동가능한 볼밸브구성요소가 돌출하는 하부개구부를 가지고 있고, 상기 볼밸브 구성요소는 적어도 하나의 입구가 입구포트와 선택적으로 정렬가능하거나 또는 비정렬가능하도록 상기 카트리지 하우징부재 아래에서 상기 믹서밸브의 입구포트의 부근에서 수용가능하고;

    시일링 가스킷은 상기 카트리지 하우징부재의 상기 상부개구부를 통한 유체유동을 방지하기 위하여 상기 볼밸브와 상기 카트리지 하우징부재 사이에 수용되어 있고;

    상기 카트리지 하우징부재는 상기 상부개구부와 상기 하부개구부 사이에서 뻗어 있고 그 안에서 제 1길이방향으로 뻗어 있는 슬롯을 가지고 있고; 그리고

    핀은 상기 볼로부터 가로로 뻗어 있고 상기 카트리지 하우징부재의 상기 슬롯안에 미끄럼이동 가능하게 피벗식으로 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 볼밸브카트리지.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 카트리지 하우징부재는 상기 이동가능한 볼밸브 구성요소가 상기 입구포트와 상호작동하도록 그것을 통하여 하우징 몸체의 리세스내로 돌출하는 하부개구부를 가지고 있고;

    제 2길이방향으로 뻗어 있는 슬롯은 상기 제 1길이방향으로 뻗어 있는 슬롯과 직경상으로 정반대로 있고;

    상기 볼은 각각의 핀끝이 각각의 제 1및 제 2슬롯에 수용되어 있는 상태로 상기 볼의 직경상으로 정반대 부위에서 뻗어 있는 제 1및 제 2핀 말단끝을 가지고 있고; 그리고

    상기 각각의 핀끝은 상기 볼밸브가 상기 슬롯에서 상기 핀끝에 의해서 상기 카트리지 하우징부재 내에 유지되도록 상기 하부개구부의 직경보다 더 멀리 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 볼밸브카트리지.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 길이방향 슬롯은 복수의 입구포트 사이의 대칭의 평면을 따라서 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 볼밸브카트리지.
14. 제 13 항에 있어서, 카트리지 하우징부재의 상부 개구부는 길이방향슬롯의 축선을 포함하는 대칭의 평면에 대해서 대칭이 되도록 형상화 되어 위치되어 있고;

    상기 개구부는 대략 180°의 전방반구면 호형에지와 대략 160°의 각도를 형성하는 2개의 반경방향으로 뻗어 있는 직선후방에지를 가지고 있고; 그리고

    노치는 반구면호의 중심에 위치되고 제어스템을 옆으로 수용하도록 크기가 정해져 있는 것을 특징으로 하는 볼밸브카트리지.
15. 제 13 항에 있어서, 상기 볼밸브 구성요소는 얇은 분할리브에 의해서 분리된 한쌍의 냉수입구개구부와, 다른 얇은 분할리브에 의해서 분리된 한쌍의 온수입구개구부를 가지고 있고; 그리고

    상기 대칭의 평면은 상기 볼밸브 구성요소가 중간의 혼합위치로 있을때 두쌍의 입구개구부사이에 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 볼밸브카트리지.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 볼밸브 구성요소는 상기 냉수와 온수입구개구부 사이에서 대칭으로 배열된 한쌍의 출구개구부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 볼밸브카트리지.

Images