NO326061B1

NO326061B1 - A combination valve

Info

Publication number: NO326061B1
Application number: NO20070050A
Authority: NO
Inventors: Thor Frolich Braathen
Original assignee: Braathen Thor F
Priority date: 2006-06-19
Filing date: 2007-01-03
Publication date: 2008-09-08
Also published as: NO20070050L

Abstract

Kombinasjonsventil (1) for vannvarmer 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 fjærpåvirket (22) for tettende anlegg med et første sete (18) i ventilhuset (4) og stoppekranspindelen (7) er gjengeopptatt gjennom en åpning i ventilhuset (4) eller en del (9) tilknyttet dette for tettende anlegg med et andre sete (19) i ventilhuset (4), og hvilke første og andre seter (18, 19) avgrenser en passasje til innløpet (5) av ventilen (1). Tilbakeslagsventilstempelet (8) er sentrisk og langs lengdeaksen glidbart anordnet til en ende av stoppekranspindelen (7) for tettende anlegg mellom palmingen (16) tilordnet tilbakeslagsventilstempelet (8) og det første setet (18) i en for tilbakeslagsventilen (3) lukket stilling og for i tillegg tettende anlegg mellom en overflate (15) av tilbakeslagsventilstempelet (8) og det andre setet (19) i en for stoppekranen (2) lukket stilling i hvilken pakningen (16) er mer komprimert mot setet (1 8) enn i den kun for tilbakeslagventilen (3) lukkede stilling, idet det andre setet (19) er anordnet lenger fra tilbakeslagsventilstempelet (8) langs lengdeaksen enn det første setet (18).Water heater combination valve (1) for a dwelling, which combination valve (1) includes a valve body (4), a stopcock (2) with a stopcock spindle (7), a check valve (3) with a check valve piston (8), an inlet (5) ) and an outlet (6), the stop valve spindle (7) and the non-return valve piston (8) centrally arranged along a common longitudinal axis of the valve (1), the non-return valve piston (8) having a spring (16) associated therewith (22). ) for sealing systems with a first seat (18) in the valve body (4) and the stopcock spindle (7) are threaded through an opening in the valve housing (4) or a part (9) associated with this for sealing systems with a second seat (19) in the valve housing (4), and which first and second seats (18, 19) define a passage to the inlet (5) of the valve (1). The non-return valve piston (8) is centrally and slidably disposed at one end of the stop-ring spindle (7) for sealing abutment between the palm (16) associated with the non-return valve piston (8) and the first seat (18) in a position closed for the non-return valve (3). in addition, sealing abutments between a surface (15) of the check valve piston (8) and the second seat (19) in a closed position for the stopcock (2) in which the seal (16) is more compressed against the seat (18) than in the closed position for the check valve (3), the second seat (19) being arranged further from the check valve piston (8) along the longitudinal axis than the first seat (18).

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører ventiler for vannvarmere eller WS-anlegg til boliger, og mer spesifikt en kombinasjonsventil innbefattende en stoppekran og en tilbakeslagsventil som angitt i ingressen til krav 1. The present invention relates to valves for water heaters or WS systems for homes, and more specifically a combination valve including a stopcock and a non-return valve as stated in the preamble to claim 1.

I henhold til nylig 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. According to recently introduced regulations, for safety reasons - to prevent backflow of water into the public mains from the water heater - there is a requirement for separate seats for the non-return valve and stopcock. This is due, among other things, to the fact that while the stopcock is only closed manually on rare occasions, the non-return valve closes every time a tap in the home is closed, and that the wear on the two respective valve seats is therefore very different.

Fra WO 2005/078359, som tilhører søkeren, er det kjent å anordne et tilbakeslagsventilstempel og en stoppekranspindel langs en felles akse, til anlegg mot hvert sitt separate sete anordnet i det felles ventilhuset, idet lukkingen av stempelet og spindelen skjer i motsatte retninger. From WO 2005/078359, which belongs to the applicant, it is known to arrange a non-return valve piston and a stopcock spindle along a common axis, to abut against each separate seat arranged in the common valve housing, as the closing of the piston and the spindle takes place in opposite directions.

Fra EP 0314661 A2, som også tilhører søkeren, er det videre kjent en kombinert ventil hvor tilbakeslagsventilfunksjon utføres av et og samme ventillegeme, og hvor ventilsetet benyttes for begge funksjoner. From EP 0314661 A2, which also belongs to the applicant, a combined valve is also known where the non-return valve function is performed by one and the same valve body, and where the valve seat is used for both functions.

I en annen tidligere kjent kombinasjonsventil for tilfredsstillelse av de ovennevnte forskrifter er stoppekranen i form av en kuleventil, og med tilbakeslagsventilen integrert i kula. In another previously known combination valve for satisfying the above-mentioned regulations, the stop valve is in the form of a ball valve, and with the non-return valve integrated in the ball.

I andre tidligere kjente løsninger benyttes separate hus for de to ventiler, og at det således ikke dreier seg om en kombinasjonsventil, men om to separate ventiler. In other previously known solutions, separate housings are used for the two valves, and that it is thus not a question of a combination valve, but of two separate valves.

Selv om de ovennevnte, tidligere kjente løsninger i og for seg fungerer godt, er det med kombinasjons ventilen i henhold til oppfinnelsen tilveiebrakt en løsning som er mer kompakt og plassbesparende, som er billigere å produsere, og som fungerer minst like godt samtidig som de ovennevnte forskrifter er tilfredsstilt. Although the above-mentioned, previously known solutions in and of themselves work well, with the combination valve according to the invention, a solution is provided which is more compact and space-saving, which is cheaper to produce, and which works at least as well at the same time as the above-mentioned regulations are satisfied.

Kombinasjons ventilen i henhold til oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i karakteristikken til krav 1 angitte trekk. The combination valve according to the invention is characterized by the features specified in the characteristics of claim 1.

Fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige kravene. Advantageous embodiments of the invention appear from the independent claims.

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 kombinasjonsventilen med stoppekranspindelen og tilbakeslagsventilstempelet i åpen stilling, In what follows, an advantageous embodiment of the combination valve according to the invention is described in more detail, with reference to the attached drawings, where: Figure 1 is a sectional view of the combination valve with the stopcock spindle and the check valve piston in the open position,

figur 2 er et snittriss av kombinasjonsventilen i fig. 1 med stoppekranspindelen i åpen stilling og tilbakeslagsventilstempelet i lukket stilling, figure 2 is a sectional view of the combination valve in fig. 1 with the stopcock spindle in the open position and the check valve piston in the closed position,

figur 3 er et snittriss av kombinasjonsventilen i fig. 1 og 2 med stoppekranspindelen og tilbakeslagsventilstempelet i lukket stilling, figure 3 is a sectional view of the combination valve in fig. 1 and 2 with the stopcock spindle and check valve piston in the closed position,

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. figure 4 is a detailed view of the area framed by dashed lines in fig. 2, and figure 5 is a detailed view of the area framed by dashed lines in fig. 3.

Med henvisning til figurene 1 - 3 er det vist en fordelaktig utførelsesform av en 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. With reference to Figures 1 - 3, an advantageous embodiment of a combination valve 1 according to the present invention is shown, including a stopcock 2 and a non-return valve 3. The combination valve 1 further includes a valve housing 4 in which an inlet 5 for cold water is arranged from the public mains and an outlet 6 from the valve 1 for connection to a water heater not shown.

I figurene 1 - 3 er vannstrømingen i kombinasjonsventilen 1 indikert med piler. In Figures 1 - 3, the water flow in the combination valve 1 is indicated by arrows.

For kombinasjons ventilens 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. For the stopcock function of the combination valve 1, a stopcock spindle 7 is provided, and for the check valve function of the valve 1, a check valve piston 8 is provided. As can be seen from the above-mentioned figures, the spindle 7 has external threads and is led through a centrally arranged and internally threaded opening in a end plug 9, which end plug 9 is threadedly attached to the valve housing 4. A stopcock wheel 10 for operating the stopcock 2 is also arranged at a first end of the spindle 7.

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. The non-return valve piston 8 is centrally arranged to a second end of the stopcock spindle 7. Furthermore, a centrically projecting shaft part 11 of the piston 8 is slidably placed in a centric blind hole 12 in said second end of the spindle 7 against the differential water pressure acting on the surface of the piston 8 as well as the force from a spiral spring 22 arranged between the piston 8 and the end plug 9. More specifically, the spring 22 is advantageously arranged between an inner surface 13 of the end plug 9 which encloses the spindle 7 and an annular spring seat 14 on the piston 8, so that when operating the stopcock 2 it moves at all times from the surface 13 projecting part of the spindle 7 is thus axially inside the spring 22.

Akseldelen 11 av stempelet 8 er fordelaktig utformet med avtrappet radius mot sin ende, og blindhullet 12 i spindelen 7 er korresponderende utformet for glideopptak av akselen 11. The shaft part 11 of the piston 8 is advantageously designed with a stepped radius towards its end, and the blind hole 12 in the spindle 7 is correspondingly designed for sliding reception of the shaft 11.

I den motsatte enden av akseldelen 11 er tilbakeslagsventilstempelet 8 videre utformet med en plan, sirkulær stempelflate som går over i en konisk avrundet kant 15. Kanten 15 ender i et radielt anordnet spor i hvilket det er anordnet en ringformet gummi- eller elastomerpakning 16, kjent per se fra WO 2005/078359, med en i det vesentlige O-ringformet tetteoverflate 17 for tetting mot et i det vesentlige plant sete 18 anordnet i ventilhuset 4. At the opposite end of the shaft part 11, the non-return valve piston 8 is further designed with a flat, circular piston surface which merges into a conical rounded edge 15. The edge 15 ends in a radially arranged groove in which an annular rubber or elastomer gasket 16, known per se from WO 2005/078359, with an essentially O-ring-shaped sealing surface 17 for sealing against an essentially flat seat 18 arranged in the valve housing 4.

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 18, idet det plane setet 18 fordelaktig går over i en konisk innsnevring 20 av en sentrisk passasje ut til innløpet 5, hvilken koniske innsnevring 20 igjen går over i en sylindrisk overflate 21 nærmere innløpet 5. With particular reference to Figures 4 and 5, a further seat 19 is arranged in the valve housing 4 for sealing against the conically rounded edge 15 of the check valve piston 8. Seen in relation to a longitudinal center axis of the spindle 7 and the piston 8, the seat 19 is arranged radially within the seat 18, the planar seat 18 advantageously passing into a conical narrowing 20 of a centric passage out to the inlet 5, which conical narrowing 20 again passes into a cylindrical surface 21 closer to the inlet 5.

I figurene 4 og 5 er trykk fra tilbakeslagsventilstempelet 8 mot de respektive seter 18 og 19 indikert med piler. Figurene 1 viser kombinasjons ventilens 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 pakningen 16 på tilbakeslagsstempelet 8 til tettende anlegg med setet 18 til ventilhuset 4. In Figures 4 and 5, pressure from the check valve piston 8 against the respective seats 18 and 19 is indicated by arrows. Figures 1 show the stop valve 2 and non-return valve 3 of the combination valve 1 in the open position. The water can then flow unimpeded through the valve 1 from the inlet 5 to the outlet 6, as would be the case when tapping water in the home. The pressure then falls on the outlet side of the valve 1, and the differential pressure between the inlet side and the outlet side acting against the surface of the non-return valve piston 8 thus overcomes the force from the spring 22. Figures 2 and 4 show the combination valve 1's stopcock 2 and non-return valve 3 in the open and closed positions, respectively. The water will then be prevented from flowing back past the non-return valve piston 8, as indicated by arrows in figure 2, and as the situation will be when there is no tapping of water in the home. The differential pressure that occurs during tapping will in this situation be balanced, and the force from the spring 22 presses the gasket 16 on the return piston 8 into sealing contact with the seat 18 of the valve housing 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 kanten 15 av stempelet 8 og setet 19. Figures 3 and 5 show the stopcock 2 of the combination valve 1 in the closed position. The water will then be prevented from flowing in through the inlet 5, as indicated by arrows in figure 3.1 in this situation, the stopcock spindle 7 is manually screwed into the end plug 9 by operating the steering wheel 10, so that the shaft part 12 of the non-return valve piston 8 is guided as far as possible into the blind hole 12 and a surface of the piston 8 radially surrounding the shaft part 11 is brought into contact with the above-mentioned other end of the spindle 8 against the force from the spring 22. The spring 22 will thus be maximally compressed in this situation, and the piston 8 will move as a pure extension of the spindle 7. The stopcock 2 thus overrides the non-return valve 7, and especially from Figure 5 it appears that the gasket 16 in this situation is pressed into a more compressed configuration which enables a sealing contact between the edge 15 of the piston 8 and the seat 19.

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, til forskjell fra den innledningsvis beskrevne kjente teknikk, en dobbelt tetting når stoppekranen 2 er stengt. The stopcock 2 and the non-return valve 3 thus seal in separate seats, as the regulations require, and this in a particularly compact and advantageous way. In addition, in contrast to the initially described known technique, a double seal is achieved when the stopcock 2 is closed.

Toleransene for ventilen 1, og spesielt for glidepasningen mellom stempelets 8 akseldel 11 og det sentriske blindhullet 12, er fortrinnsvis så små at det sikres et jevnt og riktig anlegg henholdsvis mellom kanten 15 av tilbakeslagsventilstempelet 8 og setet 19 og mellom pakningen 16 og setet 18. Dette for å forhindre mangelfull tetting hos ventilen 1 og unødig slitasje av dennes anleggsflater 15,17,18,19. The tolerances for the valve 1, and especially for the sliding fit between the shaft part 11 of the piston 8 and the centric blind hole 12, are preferably so small that an even and correct fit is ensured respectively between the edge 15 of the check valve piston 8 and the seat 19 and between the gasket 16 and the seat 18. This is to prevent insufficient sealing of the valve 1 and unnecessary wear of its contact surfaces 15,17,18,19.

For å sikre tetting mellom kanten 15 av tilbakeslagsventilstempelet 8 og setet 19 i ventilhuset 4, er stempelet 8 fordelaktig tilvirket av plast mens ventilhuset 4 er av messing. For å unngå kalkavleiring er også et antall av ventilens 1 øvrige vanneksponerte komponenter, deriblant stoppekranspindelen 7, fordelaktig tilvirket i plast. To ensure sealing between the edge 15 of the check valve piston 8 and the seat 19 in the valve housing 4, the piston 8 is advantageously made of plastic while the valve housing 4 is made of brass. In order to avoid scale deposits, a number of the valve 1's other water-exposed components, including the stopcock spindle 7, are advantageously made of plastic.

Selv om det i utførelseseksempelet beskrevet ovenfor fordelaktig er benyttet en spiralfjær 22, er også andre fjær- eller elastomerelementer tenkelig, og disse er i foreliggende kontekst inkludert i begrepet "fjær". Videre er det også innenfor omfanget av oppfinnelsen tenkelig at tilbakeslagsventilstempelet 8 er utformet med integrert pakning 16 i form av et innstøpt elastisk parti eller at tilbakeslagsventilstempelet 8 i seg selv er av et tilstrekkelig elastisk materiale, selv om pakningen 16 i det ovenfor beskrevne utførelseseksempelet fordelaktig er utformet som en separat del. Although in the embodiment described above a spiral spring 22 is advantageously used, other spring or elastomer elements are also conceivable, and these are included in the present context in the term "spring". Furthermore, it is also conceivable within the scope of the invention that the non-return valve piston 8 is designed with an integrated seal 16 in the form of an embedded elastic part or that the non-return valve piston 8 itself is made of a sufficiently elastic material, even if the seal 16 in the above-described embodiment is advantageous designed as a separate part.

Claims

1. Combination valve (1) for water heater or WS system for a home, which combination valve (1) includes a valve body (4), a stopcock (2) with a stopcock stem (7), a check valve (3) with a check valve piston (8), an inlet (5) and an outlet (6), which stopcock stem ( 7) and which non-return valve piston (8) is centrally arranged along a common longitudinal axis for the valve (1), the non-return valve piston (8) with an associated gasket (16) being spring-actuated (22) for a sealing connection with a first seat (18) in the valve housing (4) and the stopcock spindle (7) are threaded through an opening in the valve housing (4) or a part (9) associated with it for sealing installation with a second seat (19) in the valve housing (4), and which first and second seats (18,19) delimits a passage to the inlet (5) of the valve (1), characterized in that the non-return valve piston (8) is centric and slidably arranged along the longitudinal axis to one end of the stopcock spindle (7) for sealing between the gasket (16) assigned to the non-return valve piston (8) and that before first seat (18) in a closed position for the non-return valve (3) and for additionally sealing contact between a surface (15) of the non-return valve piston (8) and the second seat (19) in a closed position for the stopcock (2) in which the gasket (16) is more compressed against the seat (18) than in the closed position only for the non-return valve (3), the second seat (19) being arranged further from the non-return valve piston (8) along the longitudinal axis than the first seat (18).

2. Combination valve according to claim 1, characterized in that a shaft part (11) projecting centrically along the longitudinal axis of the non-return valve piston (8) is slidably arranged in a centric blind hole (12) at the end of the stopcock spindle (7).

3. Combination valve according to claim 1 or 2, characterized by the fact that the non-return valve piston (8) cannot slide in relation to the stopcock spindle (7) in the closed position for the stopcock (2), as the shaft part (11) is guided as far as possible into the blind hole (12) and/or a radially surrounding surface of the piston (8) surrounding the shaft part (11) is brought into contact with the end of the spindle (8) against the force of the spring (22).

4. Combination valve according to claim 2 or 3, characterized in that the shaft part (11) of the non-return valve piston (8) is designed with a stepped radius towards its end, and the blind hole (12) in the stopcock spindle (7) is correspondingly designed for sliding reception of the shaft part (11).

5. Combination valve according to any of the above claims, characterized in that the seat (19) is arranged radially within the seat (18) in relation to the centric longitudinal axis, with a flat seat (18) transitioning into a conical constriction (20) of the passage out to the inlet (5), which conical constriction (20) again passes into a cylindrical surface (21) closer to the inlet (5).

6. Combination valve according to any one of claims 2 to 5, characterized in that at the opposite end of the shaft part (11) the non-return valve piston (8) is designed with a flat, circular piston surface which merges into a conically rounded edge (15), which edge (15) ends in a radially arranged groove in which the gasket (16) is arranged.

7. Combination valve according to any of the above claims, characterized in that the gasket (16) has an essentially O-ring-shaped sealing surface (17) for sealing against the seat (18).

8. Combination valve according to any one of the above claims, characterized in that the spring (22) is a spiral spring arranged between an inner surface (13) of an end plug (9) enclosing the spindle (7) and an annular spring sieve (14) on the piston (8).

9. Combination valve according to any of the above claims, characterized in that the seal (16) is a rubber or elastomer seal.

10. Combination valve according to any one of the preceding claims, characterized in that the non-return valve piston (8) and the stopcock spindle (7) are made of plastic and that the valve housing (4) is made of brass.