NO20110452A1 - Forbedret kombinasjonsventil - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører ventiler for vannvarmere eller VVS-anlegg til boliger, og mer spesifikt en forbedret kombinasjonsventil innbefattende en stoppekran og en tilbakeslagsventil som angitt i ingressen til krav 1.

I henhold til innførte forskrifter er det av sikkerhetsmessige årsaker - for å hindre tilbakeslag av vann til det offentlige ledningsnettet fra vannvarmeren - krav om separate seter for tilbakeslagsventil og stoppekran. Dette skyldes blant annet at mens stoppekranen bare stenges manuelt en sjelden gang, stenger tilbakeslagsventilen hver gang en tappekran i boligen stenges, og at slitasjen på de to respektive ventilseter derfor blir svært forskjellig.

Den foreliggende oppfinnelse er en forbedring av søkerens kombinasjonsventil som beskrevet i norsk patent nr. 326061, og vedrører særlig tettingsflatene for kombinasjons ventilens stoppekranfunksjon og tilbakeslagsventilfunksjon.

Selv om kombinasjonsventilen beskrevet i ovennevnte norske patent generelt fungerer godt, har den enkelte svakheter idet det ved aktivering av stoppekranfunksjonen, når vannet strømmer inn mot tilbakeslagsventilstempelet, hender det at den ringformede pakningen 16 anordnet på tilbakeslagsventilstempelet blåser av fordi vannet trenger inn under pakningen og det tilhørende vanntrykket vipper pakningen ut av sitt spor.

I tillegg har skjerpede krav i Storbritannia til tilbakeslagsventilens tetting skapt problemer med å tilfredsstille de skjerpede kravene.

Den foreliggende oppfinnelse løser de ovennevnte problemer med en forbedret kombinasjonsventil som angitt i karakteristikken til krav 1.

Fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige kravene.

I det etterfølgende blir en fordelaktig utførelsesform av kombinasjonsventilen i henhold til oppfinnelsen nærmere beskrevet, med henvisning til de vedlagte tegninger, der: Figur 1 er et snittriss av den forbedrede kombinasjonsventilen med stoppekranspindelen og tilbakeslagsventilstempelet i åpen stilling,

figur 2 er et snittriss av den forbedrede kombinasjonsventilen i fig. 1 med stoppekranspindelen i åpen stilling og tilbakeslagsventilstempelet i lukket stilling,

figur 3 er et snittriss av den forbedrede kombinasjonsventilen i fig. 1 og 2 med stoppekranspindelen og tilbakeslagsventilstempelet i lukket stilling,

figur 4 er et detaljriss av området innrammet med stiplede linjer i fig. 2, og figur 5 er et detaljriss av området innrammet med stiplede linjer i fig. 3.

Med henvisning til figurene 1 - 3 er det vist en fordelaktig utførelsesform av en forbedret kombinasjonsventil 1 i henholdt til den foreliggende oppfinnelse, innbefattende en stoppekran 2 og en tilbakeslagsventil 3. Kombinasjonsventilen 1 innbefatter videre et ventilhus 4 i hvilket det er anordnet et innløp 5 for kaldtvann fra det offentlige ledningsnettet og et utløp 6 fra ventilen 1 for tilkopling til en ikke vist vannvarmer.

I figurene 1 - 3 er vannstrømingen i kombinasjonsventilen 1 indikert med piler.

For kombinasjonsventilens 1 stoppekranfunksjon er det tilveiebrakt en stoppekranspindel 7, og for ventilens 1 tilbakeslagsventilfunksjon er det tilveiebrakt et tilbakeslagsventilstempel 8. Som det fremgår av de ovennevnte figurer, har spindelen 7 utvendige gjenger og er ført gjennom en sentrisk anordnet og innvendig gjenget åpning i en endeplugg 9, hvilken endeplugg 9 er gjengeinnfestet til ventilhuset 4. Til en første ende av spindelen 7 er det videre anordnet et stoppekranratt 10 for betjening av stoppekranen 2.

Tilbakeslagsventilstempelet 8 er sentrisk anordnet til en andre ende av stoppekranspindelen 7. Videre er en sentrisk utragende akseldel 11 av stempelet 8 glidbart anbrakt i et sentrisk blindhull 12 i nevnte andre ende av spindelen 7 mot differansevanntrykket som virker mot stempelets 8 overflate samt kraften fra en spiralfjær 22 anordnet mellom stempelet 8 og endepluggen 9. Mer spesifikt er fjæren 22 fordelaktig anordnet mellom en indre overflate 13 av endepluggen 9 som omslutter spindelen 7 og et ringformet fjærsete 14 på stempelet 8, slik at ved betjening av stoppekranen 2 beveger den til enhver tid fra overflaten 13 utragende del av spindelen 7 seg således aksialt inne i fjæren 22.

Akseldelen 11 av stempelet 8 er fordelaktig utformet med kryssformet (ikke vist) tverrsnitt, og blindhullet 12 i spindelen 7 er korresponderende utformet for glideopptak av akselen 11.

I den motsatte enden av akseldelen 11 er tilbakeslagsventilstempelet 8 videre utformet med et radielt utformet spor i hvilket det er festet en hetteformet gummi- eller elastomerpakning 16 med en plan, sirkulær stempelflate som går over i en konisk avrundet kant 15. Kanten 15 går over i en ringformet, plan tetteoverflate 17 for tetting mot et i det vesentlige plant sete 18 anordnet i ventilhuset 4, og den plane tetteoverflaten 17 går videre over i en konisk overflate 23 for tetting mot et konisk sete 24 i ventilhuset.

Med henvisning særlig til figurene 4 og 5, er det i ventilhuset 4 anordnet et ytterligere sete 19 for tetting mot den konisk avrundede kanten 15 av tilbakeslagsventilstempelet 8. Sett i forhold til en langsgående senterakse for spindelen 7 og stempelet 8 er setet 19 anordnet radielt innenfor setet 24, idet setet 19 fordelaktig danner eller i det minste utgjør en del av en konisk innsnevring av en sentrisk passasje ut til innløpet 5, hvilken koniske innsnevring igjen går over i en sylindrisk overflate 21 nærmere innløpet 5.

I figurene 4 og 5 er trykk fra tilbakeslagsventilstempelet 8 mot setene 19 og 24 indikert med piler. Av nevnte figurer fremgår det at den første kontakten mellom pakningen 16 og huset 4 skjer mellom setene 15 og 19 (tilbakeslagsventilfunsjonen), at den neste kontakten skjer mellom setene 23 og 24 (stoppeventilfunksjonen), og at den siste kontakten mellom setene 17 og 18 fordelaktig skjer helt eller delvis som resultat av volum- og formendringen til pakningen 16 når denne presses mot setene 19 og 24 i huset 4, noe som ytterligere bidrar til en sikker tetting ved lukket stoppekran 2.

Figur 1 viser kombinasjonsventilens 1 stoppekran 2 og tilbakeslagsventil 3 i åpen

stilling. Vannet kan da strømme uhindret gjennom ventilen 1 fra innløpet 5 til utløpet 6, slik situasjonen vil være ved tapping av vann i boligen. Trykket faller da på utløpssiden av ventilen 1, og differansetrykket mellom innløpssiden og utløpssiden som virker mot overflaten av tilbakeslagsventilstempelet 8 overvinner således kraften fra fjæren 22.

Figurene 2 og 4 viser kombinasjonsventilens 1 stoppekran 2 og tilbakeslagsventil 3 i henholdsvis åpen og lukket stilling. Vannet vil da bli forhindret i å strømme tilbake forbi tilbakeslagsventilstempelet 8, slik det er indikert med piler i figur 2, og slik situasjonen vil være når det ikke skjer tapping av vann i boligen. Det differansetrykket som oppstår ved tapping vil i denne situasjonen være utliknet, og kraften fra fjæren 22 presser kanten 15 av pakningen 16 på tilbakeslagsstempelet 8 til tettende anlegg med setet 19 til ventilhuset 4.

Figurene 3 og 5 viser kombinasjonsventilens 1 stoppekran 2 i lukket stilling. Vannet vil da bli forhindret fra å strømme inn gjennom innløpet 5, slik det er indikert med piler i figur 3.1 denne situasjonen er stoppekranspindelen 7 manuelt innskrudd i endepluggen 9 ved betjening av rattet 10, slik at tilbakeslagsventilstempelets 8 akseldel 12 er ført

maksimalt inn i blindhullet 12 og en om akseldelen 11 radielt omsluttende overflate av stempelet 8 er ført til anlegg med ovennevnte andre ende av spindelen 8 mot kraften fra fjæren 22. Fjæren 22 vil således i denne situasjonen være maksimalt sammenpresset, og stempelet 8 vil bevege seg som en ren forlengelse av spindelen 7. Stoppekranen 2 overstyrer således tilbakeslagsventilen 7, og spesielt fra figur 5 fremgår det at pakningen 16 i denne situasjonen er presset til en mer komprimert konfigurasjon som muliggjør tettende anlegg mellom tetteoverflatene 17 og 23 av pakningen 16 til stempelet 8 og setene 18 og 24 til ventilhuset 4, respektivt.

Stoppekranen 2 og tilbakeslagsventilen 3 tetter således i separate seter, slik forskriftene krever, og dette på en spesielt kompakt og fordelaktig måte. I tillegg oppnås en dobbelt tetting når stoppekranen 2 er stengt. Det samme gjelder også for kombinasjonsventilen vist og beskrevet i norsk patent nr. 326061.1 forhold til kombinasjonventilen i norsk patent nr. 326061 har imidlertid setene for kombinasjonsventilens stoppekranfunksjon og tilbakeslagsventilfunksjon litt forenklet sagt byttet plass, idet det er setet 19 for kombinasjonsventilens 1 tilbakeslagsventilfunksjon som er anordnet lenger fra tilbakeslagsventilstempelet 8 langs lengdeaksen av dette enn setet 24 for kombinasjonsventilens 1 stoppekranfunksjon, og hvor tettingsomkretsen for tilbakeslagsventilfunksjonen dermed reduseres vesentlig sammenliknet med tilsvarende tettingsomkrets for kombinasjonsventilen vist i norsk patent nr. 326061 ved for øvrig tilvarende dimensjoner på tilbakeslagsventilstempelet 8. Den reduserte tettingsomkretsen i forhold til tidligere gjør at de skjerpede kravene i Storbritannia (tetting ved 0,15 bar overtrykk på en side av stempelet mot tidligere 0,25 bar ved et trykk på 5 bar på den andre siden av stempelet) kan oppfylles.

Ved at ventilhusets 4 seter 19 og 25 er koniske (eller skråstilte som vist i snitt) vil den hetteformede pakningen 16 "skvises" inn mot sitt senter som hindrer det fra å løsne fra, eller blåse av, tilbakeslagsventilstempelet 8.

Toleransene for ventilen 1, og spesielt for glidepasningen mellom tilbakeslagsventilstempelets 8 akseldel 11 og det sentriske blindhullet 12, er fortrinnsvis så små at det sikres et jevnt og riktig anlegg mellom de respektive anleggsflater hos tilbakeslagsventilstempelet 8 og ventilhuset 4. Dette for å forhindre mangelfull tetting hos kombinasjonsventilen ventilen 1 og unødig slitasje av dennes anleggsflater 15,17, 18,19,23 og 24. Ved at akseldelen 11 har et kryssformet tverrsnitt forhindres videre rotasjon av akseldelen i blindhullet 12 og således også av tilbakeslagsventilstempelet 8, som ytterligere forhindrer unødig slitasje mellom de respektive anleggsflater. Ved at akseldelen 11 og blindhullet 12 i tillegg er lenger enn tilsvarende vist i norsk patent nr. 326061 muliggjøres en forbedret lineær styring av tilbakeslagsventilstempelet 8 og således korrekt anlegg mellom de respektive anleggsflater. Både det kryssformede tverrsnittet og den økede lengden til akseldelen 11 muliggjøres fordelaktig ved at stoppekranspindelen 7 til den forbedrede kombinasjonsventilen 1 har en vesentlig større ytterdiameter enn stoppekranspindelen vist i norsk patent nr. 326061.

Tilbakeslagsventilstempelet 8 og stoppekranspindelen 7 er fordelaktig av PPS-plast med 30 % glassinnblanding, som tåler 200 °C, mens endepluggen 9 fordelaktig er av PES-plast, også med 30 % glassinnblanding, og som tåler 180 °C. Hvis vanntemperaturen i kombinasjonsventilen 1 ved en feiltakelse skulle stige over 240 °C vil endepluggen således smelte og forhindre eksplosjon i den tilknyttede vannvarmeren eller i kombinasjonsventilen 1, for eksempel dersom termostat eller sikkerhetsventil skulle svikte.

Claims (9)

1. Kombinasjonsventil (1) for vannvarmer eller VVS-anlegg til en bolig, hvilken kombinasjonsventil (1) innbefatter et ventilhus (4), en stoppekran (2) med en stoppekranspindel (7), en tilbakeslagsventil (3) med et tilbakeslagsventilstempel (8), et innløp (5) og et utløp (6), hvilken stoppekranspindel (7) og hvilket tilbakeslagsventilstempel (8) er sentrisk anordnet langs en felles lengdeakse for ventilen (1), idet tilbakeslagsventilstempelet (8) med en til dette tilordnet pakning (16) er fjær-påvirket (22) for tettende anlegg med et første sete (19) i ventilhuset (4) og stoppekranspindelen (7) er gjengeopptatt gjennom en åpning i ventilhuset (4) eller en del (9) tilknyttet dette for tettende anlegg mellom pakningen (16) tilordnet tilbakeslagsventilstempelet (8) og et andre sete (24) i ventilhuset (4), og hvilke første og andre seter (19,24) avgrenser en passasje til innløpet (5) av ventilen (1), idet tilbakeslagsventilstempelet (8) er sentrisk og langs lengdeaksen glidbart anordnet til en ende av stoppekranspindelen (7) for tettende anlegg mellom pakningen (16) tilordnet tilbakeslagsventilstempelet (8) og det første setet (19) i en for tilbakeslagsventilen (3) lukket stilling og for i tillegg tettende anlegg mellom pakningen (16) tilordnet tilbakeslagsventilstempelet (8) og det andre setet (24) i en for stoppekranen (2) lukket stilling i hvilken pakningen (16) er mer komprimert mot setet (18) enn i den kun for tilbakeslagsventilen (3) lukkede stilling, idet det første setet (19) er anordnet lenger fra tilbakeslagsventilstempelet (8) langs lengdeaksen enn det andre setet (24), og idet setet (19) er anordnet radielt innenfor setet (24) i forhold til den sentriske lengdeaksen.

2. Kombinasjonsventil i henhold til krav 1,karakterisertved at en langs lengdeaksen sentrisk utragende akseldel (11) av tilbakeslagsventilstempelet (8) er glidbart anordnet i et sentrisk blindhull (12) i enden av stoppekranspindelen (7).

3. Kombinasjonsventil i henhold til krav 1 eller 2,karakterisertv e d at tilbakeslagsventilstempelet (8) ikke kan gli i forhold til stoppekranspindelen (7) i den for stoppekranen (2) lukkede stilling, idet akseldelen (11) er ført maksimalt inn i blindhullet (12) og/eller en om akseldelen (11) radielt omsluttende overflate av stempelet (8) er ført til anlegg med enden av spindelen (8) mot kraften fra fjæren (22).

4. Kombinasjonsventil i henhold til krav 2 eller 3,karakterisertved at akseldelen (11) av tilbakeslagsventilstempelet (8) er utformet med kryssformet tverrsnitt, og blindhullet (12) i stoppekranspindelen (7) er korresponderende utformet for glideopptak av akseldelen (11).

5. Kombinasjonsventil i henhold til et hvilket som helst av de ovenstående krav,karakterisert vedat en konisk innsnevring av passasjen som innbefatter setet (24) går over i et plant sete (18), hvilket plane sete (18) går over i en konisk innsnevring som innbefatter setet (19), hvilken koniske innsnevring innbefattende setet (19) igjen går over i en sylindrisk overflate (21) nærmere innløpet (5).

6. Kombinasjonsventil i henhold til et hvilket som helst av kravene 2 til 5,karakterisert vedat i den motsatte enden av akseldelen (11) er tilbakeslagsventilstempelet (8) utformet med et radielt anordnet spor i hvilket pakningen (16) er festet, idet pakningen (16) er hetteformet med en plan, sirkulær stempelflate som går over i en konisk avrundet kant (15) for tetting mot setet (19), og hvilken kant (15) går over i en ringformet, plan tetteoverflate (17) for tetting mot setet (18) anordnet i ventilhuset (4), og hvilken plane tetteoverflate (17) videre går over i en konisk overflate (23) for tetting mot setet (24) i anordnet i ventilhuset (4).

7. Kombinasjonsventil i henhold til et hvilket som helst av de ovenstående krav,karakterisert vedat pakningen (16) er en gummi-eller elastomerpakning.

8. Kombinasjonsventil i henhold til et hvilket som helst av de ovenstående krav,karakterisert vedat tilbakeslagsventilstempelet (8) og stoppekranspindelen (7) er av et første materiale mens endepluggen (9) er av et andre materiale med en lavere smeltetemperatur enn det første materialet, slik at dersom vanntemperaturen i kombinasjonsventilen (1) ved en feiltakelse skulle stige over en gitt temperatur, vil endepluggen (9) således smelte og forhindre eksplosjon i en tilknyttet vannvarmer eller i kombinasjonsventilen (1).

9. Kombinasjonsventil i henhold til krav 8,karakterisertv e d at det første materialet er PPS-plast med 30 % glassinnblanding, og at det andre materialet er PES-plast med 30 % glassinnblanding.