NO155155B

NO155155B - COMBINED FAN AND VALVE.

Info

Publication number: NO155155B
Application number: NO82823094A
Authority: NO
Inventors: Per-Erik Magnusson
Original assignee: Lagerstedt & Krantz Ab
Priority date: 1981-01-22
Filing date: 1982-09-13
Publication date: 1986-11-10
Also published as: NO823094L; NO155155C

Description

Foreliggende oppfinnelse angår ventilasjonsanordninger, særlig for et vannklosett, slik som beskrevet i svensk patent-søknad nr. 7904292-5. The present invention relates to ventilation devices, in particular for a water closet, as described in Swedish patent application no. 7904292-5.

I ovennevnte patentsøknad beskrives ventilasjonsanordninger for utsuging av illeluktende luft fra en vannklosett-skål via et internt ventilsystem for utføring til klosettets avløpsledning. Ventilsystemet omfatter en enveisventil, hvilken imidlertid er vanskelig å konstruere slik at den fun-gerer tilfredsstillende. Ventilsystemet må ikke dimensjone-res slik at det resulterer i. for høyt overtrykk i avløpsled-ningen. Det er på det rene at det er ønskelig at enveis-ventilen kan fungere ved så liten trykkdifferanse som 5 mm vannsøyle. Av forståelige grunner er det viktig at enveis-ventilen gir tilstrekkelig tetning i lukkestillingen. Søker-ne har funnet det vanskelig å lage en enve^isventil som fun-gerer på tilfredsstillende måte. In the above-mentioned patent application, ventilation devices are described for extracting foul-smelling air from a water closet bowl via an internal valve system for discharge to the toilet's drain line. The valve system comprises a one-way valve, which, however, is difficult to construct so that it functions satisfactorily. The valve system must not be dimensioned in such a way that it results in too high overpressure in the drain line. It is quite clear that it is desirable that the one-way valve can work with as little pressure difference as 5 mm water column. For understandable reasons, it is important that the one-way valve provides sufficient sealing in the closed position. The applicants have found it difficult to make a one-way valve that functions satisfactorily.

Foreliggende oppfinnelse angår mer spesielt en kombinert vifte og ventil for utsugning av luft fra et rom. Den kombinerte viften og ventilen omfatter et hus med et innløp og et utløp og et viftehjul og on drivaksel. Ved hjelp av den kombinerte viften og ventilen ifølge oppfinnelsen kan det ovenfor angitt problem løses. The present invention relates more particularly to a combined fan and valve for extracting air from a room. The combined fan and valve comprises a housing with an inlet and an outlet and a fan wheel and on drive shaft. With the help of the combined fan and valve according to the invention, the problem stated above can be solved.

I US patentskrift nr. 4,133, 060 beskrives en kombinert vifte og ventil hvor viftehjulet såvel som ventil!egemet på-virkes av drivakselens rotasjon. Når akselen roteres, løftes ventillegemet fra ventilsetet ved hjelp av en sentr i fugal-anordning, samt ledd. Denne anordning krever imidlertid at akslen roterer for at sentr!fugalanordningen skal løfte ventillegemet. Det vil således oppstå friksjon ved forbindel-sespunktet mellom leddene og ventil legemet som på grunn av at det ligger an mot ventil so;tet er ubevegelig, et faktum som krever at drivmotoren n.å ha ganske stort startmoment. US Patent No. 4,133,060 describes a combined fan and valve where the fan wheel as well as the valve body are affected by the rotation of the drive shaft. When the shaft is rotated, the valve body is lifted from the valve seat by means of a central fugal device and joint. However, this device requires the shaft to rotate in order for the centrifugal device to lift the valve body. Friction will thus occur at the connection point between the joints and the valve body, which due to the fact that it rests against the valve seat is immovable, a fact that requires the drive motor to have a fairly large starting torque.

En motor med lavt startmoment kan neppe anvendes ved denne konstruksjonen. Videre kan leddorganer utgjøre en potensiell feilkilde og krever dessuten vedlikehold. A motor with a low starting torque can hardly be used with this design. Furthermore, joint organs can constitute a potential source of error and also require maintenance.

Hollandsk patentskrift NL-C-IOI36I viser et viftehus Dutch patent document NL-C-IOI36I shows a fan housing

med et innløp og et utløp, et viftehjul drevet av en motor med en drivaksel som kan anordnes med gjenger. Viftehjulet er tilpasset for å lukke utløpet. Viften er bestemt til å monteres i en vindusrute. Hollandsk patentsøknad NL-A-7712305 with an inlet and an outlet, a fan wheel driven by a motor with a drive shaft that can be threaded. The impeller is adapted to close the outlet. The fan is designed to be installed in a window pane. Dutch patent application NL-A-7712305

viser et viftehjul som er forbundet med drivakselen på en motor. Akselen er videre anordnet med gjenger som samvirker med en mutter forsynt med en sentrifugalskive. Når motor-akselen stopper å rotere vil skiven fortsette å rotere på grunn av sin tyngde, og mutteren og skiven skrues langs akselen for å lukke utløpet. shows a fan wheel connected to the drive shaft of an engine. The shaft is further arranged with threads that interact with a nut fitted with a centrifugal disc. When the motor shaft stops rotating, the washer will continue to rotate due to its weight, and the nut and washer are screwed along the shaft to close the outlet.

Det særlige nye ved foreliggende oppfinnelse ligger i The particular novelty of the present invention lies in

at en fullstendig og pålitelig tetning alltid oppnås i hvilestillingen, noe som ikke er tilfelle ved de tidligere kjente anordningene. that a complete and reliable seal is always achieved in the rest position, which is not the case with the previously known devices.

Et hovedformål for foreliggende oppfinnelse er således A main purpose of the present invention is thus

å tilveiebringe en kombinert vifte og ventilanordning hvorved oppnås en tilfredsstillende tetning i lukket stilling. Et videre formål for oppfinnelsen er å tilveiebringe en ventila-sjonsanordning for et vannklosett som kan drives ved hjelp av en elektrisk lavspenningsmotor uten nevneverdig energi-forbruk, og som er enkel å fremstille, har få deler og er enkel å vedlikeholde. to provide a combined fan and valve device whereby a satisfactory seal is achieved in the closed position. A further object of the invention is to provide a ventilation device for a water closet which can be operated by means of an electric low-voltage motor without significant energy consumption, and which is easy to manufacture, has few parts and is easy to maintain.

Dcrtte oppnås gjennom oppfinnelsen ved at viftehjulet er sammenbygget med et tetningsmembran for tetning mot et ventilsete i huset. Viftehjulet er videre anordnet med gjenger med stor stigning for samvirke med tilhørende gjenger på drivakselen. Når drivakselen står stille,tvinges viftehjulet og tetningsmembranen mot ventilsetet. Når drivakselen imidlertid roteres, vil viftehjulet og tetningsmembranen løftes fra ventilsetet ved hjelp av gjengene, slik at ventilen åpnes og til-later at viften utsuger luft fra angjeldende rom. This is achieved through the invention in that the fan wheel is assembled with a sealing membrane for sealing against a valve seat in the housing. The fan wheel is also equipped with threads with a large pitch for cooperation with the corresponding threads on the drive shaft. When the drive shaft is stationary, the fan wheel and the sealing membrane are forced against the valve seat. However, when the drive shaft is rotated, the fan wheel and the sealing membrane will be lifted from the valve seat by means of the threads, so that the valve is opened and allows the fan to extract air from the relevant room.

Viftehjulet og tetningsmembranen tilpasses fortrinnsvis til å samvirke med ventilsetet ved hjelp av tyngdekraften, men denne funksjonen kan også utvirkes helt eller delvis ved hjelp av en fjærinnretning. Gjengene utføres fortrinnsvis som spindelgjenger med så stor stigning at friksjonskreftene over-kommes ved hjelp av tyngdekraften, slik at viftehjulet når drivakselen står stille, tvinges til den stillingen hvor tetningsmembranen ligger an mot ventilsetet. The impeller and the sealing membrane are preferably adapted to cooperate with the valve seat by means of gravity, but this function can also be carried out in whole or in part by means of a spring device. The threads are preferably made as spindle threads with such a large pitch that the frictional forces are overcome with the help of gravity, so that the fan wheel, when the drive shaft is stationary, is forced to the position where the sealing membrane rests against the valve seat.

Viftehjulet kan eventuelt påvirke en eller flere mikrobrytere anordnet ved i det minste én av endestillingene for manøvrering av annet utstyr. The fan wheel can possibly affect one or more microswitches arranged at at least one of the end positions for maneuvering other equipment.

En foretrukket utførelsesform for oppfinnelsen skal i det følgende beskrives under henvisning til vedlagte fig. 1 som viser et riss i snitt gjennom den kombinerte viften og ventilen ifølge oppfinnelsen. A preferred embodiment of the invention will be described below with reference to the attached fig. 1 which shows a section in section through the combined fan and valve according to the invention.

Den kombinerte viften og ventilen som vist på fig. 1 omfatter et viftehus 1 med et innløp 2 og et utløp 3- Inn-løpet 2 danner et ventilsete 4 i viftehuset. En elektrisk motor 5 av lavspenningstypen er tilpasset i viftehuset, og drivakselen 6 på motoren strekker seg inn i det indre av viftehuset. Ved drivakselen 6 er det anordnet en skrue 7 utført med spindelgjenger. The combined fan and valve as shown in fig. 1 comprises a fan housing 1 with an inlet 2 and an outlet 3 - The inlet 2 forms a valve seat 4 in the fan housing. An electric motor 5 of the low voltage type is fitted in the fan housing, and the drive shaft 6 of the motor extends into the interior of the fan housing. At the drive shaft 6, a screw 7 made with a spindle thread is arranged.

Viftehuset 1 omfatter videre et viftehjul 8 med flere vifteblader 9. Viftehjulet 8 er av radialtypen. Viftehjulet omfatter et nav 10 som omfatter en mutter 11 med spindelgjenger svarende til spindelgjengene på skruen 7- Et tetnings-legeme 12 med et tetningsmembran 13 er festet til viftehjulet 8 mellom viftebladene 9 og navet 10. Navet 10 omfatter en nedover lukket hylse 14 som på tett måte fastklemmer tetningsmembranen mot navet 10. Hylsen 14 kan ha en lengde som er tilstrekkelig slik at skruen 7 fritt kan føres inn i hylsen 14-Virkemåten til den kombinerte viften og ventilen skal The fan housing 1 further comprises a fan wheel 8 with several fan blades 9. The fan wheel 8 is of the radial type. The fan wheel comprises a hub 10 which comprises a nut 11 with spindle threads corresponding to the spindle threads on the screw 7 - A sealing body 12 with a sealing membrane 13 is attached to the fan wheel 8 between the fan blades 9 and the hub 10. The hub 10 comprises a downwardly closed sleeve 14 as on tightly clamps the sealing membrane against the hub 10. The sleeve 14 can have a length that is sufficient so that the screw 7 can be freely inserted into the sleeve 14-The operation of the combined fan and valve must

nu beskrives i detalj. now described in detail.

På fig. 1 er vist utgangsstillingen hvor drivakselen 6 står stille og tetningsmembranen 13 samvirker med ventilsetet 4- Ingen luft kan passere bakover fra utløpet 3 til innløpet 2, og ventilen tetter normalt også mot luftstrøm fra innløpet 2 til utløpet 3- Hvis det imidlertid foreligger en stor trykk-forskjell mellom innløpet 2 og utløpet 3, vil viftehjulet 8 til en viss grad løftes slik at luft passerer for utligning av overtrykket. In fig. 1 shows the starting position where the drive shaft 6 is stationary and the sealing membrane 13 cooperates with the valve seat 4- No air can pass backwards from the outlet 3 to the inlet 2, and the valve normally also seals against air flow from the inlet 2 to the outlet 3- If, however, there is a large pressure -difference between the inlet 2 and the outlet 3, the fan wheel 8 will be lifted to a certain extent so that air passes to compensate for the excess pressure.

Når motoren 5 startes ved hjelp av den elektriske strømmen gjennom ledningene: 15, vil skruen 7 begynne å rotere. I og med at tetningsmembranen 13 ligger an mot ventilsetet 14, vil rotasjon av viftehjulet 8 til dels hindres, noe som resulterer i at navet 10 og mutteren 11 vil skru seg selv oppover langs skruen 7. På grunn av friksjonen mellom skruen 7 og mutteren 11 vil imidlertid viftehjulet 8 begynne å rotere sammen med skruen, og luft vil pumpes fra innløpet 2 til utløpet 3- Viftehjulet 8 vil innstille seg i en viss høyde, langs skruen 7, beroende på det arbeidet som utføres av viftehjulet 8. Hvis viftehjulet 8 utfører et forholdsvis stort arbeid, vil viftehjulet heve seg oppover til den øvre enden av skruen, men hvis viftehjulet 8 derimot bare behøver å ut-føre et lite arbeid vil viftehjulet plassere seg et sted langs skruen 7. Denne stillingen vil oppnås automatisk. Styrken av motoren 15 og stigningen på spindelgjengene 7 og 11, samt vekten av viftehjulet 8 avpasses slik at den tiltenkte funksjonen oppnås. When the motor 5 is started by means of the electric current through the wires: 15, the screw 7 will start to rotate. As the sealing membrane 13 rests against the valve seat 14, rotation of the fan wheel 8 will be partly prevented, which results in the hub 10 and the nut 11 turning themselves upwards along the screw 7. Due to the friction between the screw 7 and the nut 11 however, the fan wheel 8 will start to rotate together with the screw, and air will be pumped from the inlet 2 to the outlet 3- The fan wheel 8 will adjust to a certain height, along the screw 7, depending on the work performed by the fan wheel 8. If the fan wheel 8 performs a relatively large work, the fan wheel will rise upwards to the upper end of the screw, but if the fan wheel 8, on the other hand, only needs to do a small amount of work, the fan wheel will position itself somewhere along the screw 7. This position will be achieved automatically. The strength of the motor 15 and the pitch of the spindle threads 7 and 11, as well as the weight of the fan wheel 8 are adjusted so that the intended function is achieved.

Når viftehjulet 8 hever seg langs skruen 7 vil den nedre enden av skruen føres inn i hylsen 14, og denne innføringen foregår uten noen form for hindring. Først når viftehjulet 8 nærmer seg den øver enden av huset, vil den nedre enden av skruen 7 berøre den lukkede enden av hylsen 4 og hindre at viftehjulet 8 når den øvre veggen av huset. When the fan wheel 8 rises along the screw 7, the lower end of the screw will be introduced into the sleeve 14, and this introduction takes place without any kind of obstacle. Only when the fan wheel 8 approaches the upper end of the housing, the lower end of the screw 7 will touch the closed end of the sleeve 4 and prevent the fan wheel 8 from reaching the upper wall of the housing.

Når motoren 5 stopper på grunn av at den elektriske til-førselen gjennom ledningene 15 avbrytes, vil utgangsakselen 6 og skruen 7 stoppe å rotere. Når akselen 6 står fullstendig stille, vil viftehjulet 8 fortsette å rotere nedover langs skruen 7 på grunn av at tyngden overkommer friksjonen i spindelgjengene 7 og 11. Viftehjulet vil til slutt nå stillingen vist på fig. 1, hvorved tetningslegemet 12 og tetningsmembranen 13 ligger an mot ventillegemet 4 og tilveiebringer en tetning. Hylsen 14 tetter mot navet 10 og tetningsmembranen 13, slik at ingen luft kan passere gjennom de til en viss grad åpne spindelgjengene mellom skruen 7 og mutteren 11. When the motor 5 stops because the electrical supply through the wires 15 is interrupted, the output shaft 6 and the screw 7 will stop rotating. When the shaft 6 is completely stationary, the fan wheel 8 will continue to rotate downwards along the screw 7 due to the weight overcoming the friction in the spindle threads 7 and 11. The fan wheel will eventually reach the position shown in fig. 1, whereby the sealing body 12 and the sealing membrane 13 rest against the valve body 4 and provide a seal. The sleeve 14 seals against the hub 10 and the sealing membrane 13, so that no air can pass through the somewhat open spindle threads between the screw 7 and the nut 11.

Viftehjulet 8 kan tilpasses for å påvirke mikrobrytere The impeller 8 can be adapted to actuate microswitches

l6 i den nedre stillingen og også i den øvre stillingen som vist med stiplede linjer på figuren. Hylsen 14 kan ved sin nedre ende være anordnet med en mikrobryter som avbryter all strømtilførsel til motoren 5 så snart som skruen 7 berører mikrobryteren, da det vil være en feil hvis skruen 7 når bunnen av hylsen 14. l6 in the lower position and also in the upper position as shown by dashed lines in the figure. The sleeve 14 can be provided at its lower end with a microswitch which interrupts all power supply to the motor 5 as soon as the screw 7 touches the microswitch, as there will be an error if the screw 7 reaches the bottom of the sleeve 14.

Oppfinnelsen kan selvsagt modifiseres og endres på mange måter innenfor rammen av oppfinnelsen. Således kan radial-viftehjulet 8 erstattes med en aksialvifte. Spindelgjengene i skruen 7 og mutteren 11 kan være høyregjenger eller venstre-gjenger i avhengighet av rotasjonsretningen på motoren 5 The invention can of course be modified and changed in many ways within the scope of the invention. Thus, the radial impeller 8 can be replaced with an axial fan. The spindle threads in the screw 7 and the nut 11 can be right-handed or left-handed depending on the direction of rotation of the motor 5

og retningen på viftebladene. and the direction of the fan blades.

En fjær 17 kan tilpasses for å tvinge viftehjulet 8 til hvilestillingen for å hjelpe tyngdekraften hvis dette er nød-vendig, og i så fall kan det anvendes gjenger med mindre stigning. Hvis det er påkrevet av viftehjulet monteres på en horisontal aksel, vil fjæren fullt ut erstatte tyngdekraften. A spring 17 can be adapted to force the impeller 8 to the rest position to assist gravity if this is necessary, in which case threads with less pitch can be used. If it is required by the fan wheel to be mounted on a horizontal shaft, the spring will fully replace gravity.

Hvis det anvendes en konvensjonell elektrisk motor av lavspenningstypen, vil utgangsakselen 6 bremses ganske sterkt når strømmen avbrytes. Dette innebærer at viftehjulet 8 If a conventional electric motor of the low voltage type is used, the output shaft 6 will brake quite strongly when the current is interrupted. This means that the fan wheel 8

vil rotere nedover langs skruen 7 på grunn av at massekreftene i viftehjulet 8 vil forsøke å opprettholde rotasjonen. Av denne grunn vil tetningsmembranen 13 plasseres ganske hardt mot setet 4, og det oppnås derved en meget god tetning. will rotate downwards along the screw 7 because the mass forces in the fan wheel 8 will try to maintain the rotation. For this reason, the sealing membrane 13 will be placed quite hard against the seat 4, and a very good seal is thereby achieved.

Den kombinerte viften og ventilen ifølge oppfinnelsen kan anvendes for andre formål hvor evakuering av luft eller gass er påkrevet, f.eks. ved en kjøkkenvifte som drives diskontinuerlig eller periodevis. Videre kan oppfinnelsen anvendes for å tilveiebringe luft til en oljebrenner. Ved slik anvendelse vil mikrobryterne manøvrere og styre olje-brennerens øvrige komponenter. The combined fan and valve according to the invention can be used for other purposes where evacuation of air or gas is required, e.g. in the case of a kitchen fan that is operated discontinuously or periodically. Furthermore, the invention can be used to provide air to an oil burner. In such an application, the microswitches will maneuver and control the oil burner's other components.

En fagmann på området til forstå at oppfinnelsen kan modifiseres på mange måter innenfor rammen av oppfinnelsen. Oppfinnelsens omfang fastlegges av vedlagte krav. A person skilled in the art will understand that the invention can be modified in many ways within the scope of the invention. The scope of the invention is determined by the attached requirements.

Claims

Combined fan and valve, comprising a valve housing with an inlet and an outlet, a fan wheel and a drive shaft provided with threads, the fan wheel being arranged to close the outlet, characterized in that the fan wheel is provided with an elastic sealing membrane which is arranged to seal against a valve seat (4) arranged in the fan housing (1), and a hub including spindle threads (11) for cooperation with corresponding spindle threads (7) on the drive shaft (6), and in that the threads of the drive shaft and the threads of the hub have a pitch that is sufficiently large to overcome the frictional forces between the threads of the drive shaft and the threads of the hub under the influence of gravity or a spring force that acts on the fan wheel when the drive shaft is stationary, whereby the fan wheel continues to rotate after the drive shaft has stopped and moves downwards and screws the sealing membrane tight against the valve seat.