SE506008C2

SE506008C2 - Filling valve for WC with float including air cushion spaces

Info

Publication number: SE506008C2
Application number: SE9400643A
Authority: SE
Inventors: Torbjoern Forsbaeck
Original assignee: Metra Oy Ab
Priority date: 1993-03-08
Filing date: 1994-02-24
Publication date: 1997-11-03
Also published as: SE9400643D0; FI931008A0; FI92947B; FI92947C; SE9400643L

Abstract

The operation of the charging valve in a water-closet flush cistern is controlled by a floating body 1. In the float 1 there are several systems which affect its floating ability and its weight, for example a lower, downwards-open air-cushion space 2 at the bottom of the float, an upper downwards-open air-cushion space 3 and a water-collecting loading space 4, sealed at the bottom and at the sides, which affects the weight of the float. The float also contains a control system 5;7 for controlling at least the effective volume of the lower air-cushion space 2 and of the loading space 4.

Description

506 008 2 tyngdutrymme och flottörens egenskaper kan då lätt ändras så att påfyllningsventilens funktion blir den bästa möjliga. 506 008 2 weight space and the properties of the float can then be easily changed so that the function of the filling valve is the best possible.

Behovet av att reglera flottörens flytkraft är i och för sig relativt litet. Flytkraften regleras i allmänhet så, att ifall flottörens tyngd ökas, kommer flottörens flytnivå likväl inte att väsentligen förändras. Av denna orsak är det viktigt att tvärsnittsarean hos flottörens reglerbara luftkuddeutrymme är stor, medan däremot dess höjd inte behöver vara speciellt stor. Dessutom behövs ett högt luftkuddeutrymme, som ger flottören en tillräckligt stor basflytkraft. Det höga luft- kuddeutrymmets tvärsnittsarea kan vara betydligt mindre än det låga luftkuddeutrymmets tvärsnittsarea. Det låga luftkuddeut- rymmets tvärsnittsarea. kan vara exempelvis 2 - 4 gånger tvärsnittsarean hos det höga luftkuddeutrymmet. Av tillverk- ningstekniska skäl är det fördelaktigt att såväl det låga som det höga luftkuddeutrymmets nedre kant befinner sig på samma nivå. Eftersom det låga luftkuddeutrymmets effektiva höjd är reglerbar, är det fördelaktigt att mellan det låga och det höga luftkuddeutrymmet anordna ett mellanvägg eller motsva- rande, som skiljer utrymmena från varandra.The need to regulate the buoyancy of the float is in itself relatively small. The buoyancy is generally regulated so that if the weight of the float increases, the float level of the float will not to change significantly. For this reason, it is important that the cross-sectional area of the float's adjustable airbag space is large, while its height does not have to be special Big. In addition, a high air cushion space is needed, which provides the float a sufficiently large base buoyancy. The high air the cross-sectional area of the cushion space can be significantly smaller than that low cross-sectional area of the airbag space. The low air cushion output the cross-sectional area of the space. can be for example 2 - 4 times the cross-sectional area of the high airbag space. Of manufacturing For technical reasons, it is advantageous that both the low and the lower edge of the high air cushion space is on the same level. Because the effective height of the low airbag space is adjustable, it is advantageous to between the low and the high air cushion space arrange a partition or equivalent which separates the spaces from each other.

Eftersom ändamålet med det låga luftkuddeutrymmet närmast är att utbalansera den ökade eller minskade vikt som har åstadkommits med tillhjälp av flottörens tyngdutrymme, är det fördelaktigt att det låga luftkuddeutrymmet till sin tvär- snittsarea är lika stort som tyngdutrymmet. Detta åstadkoms i praktiken enklast så, att det låga luftkuddeutrymmet och tyngdutrymmet i flottören är direkt ovanför varandra och har samma form.Because the purpose of the low airbag space is closest to balance the increased or decreased weight that has achieved with the help of the float's weight space, it is advantageous that the low air cushion space to its transverse average area is as large as the weight space. This is accomplished in practice simplest so, that the low airbag space and the weight space in the float is directly above each other and has same shape.

Den effektiva volymen hos såväl luftkuddeutrymmet som tyngdutrymmet kan på ett enkelt sätt regleras så, att de förses med en mekaniskt genombrytbar regleranordning, exempelvis ett avkortningsbart genomströmningsrör eller en i en vägg anordnad genombrytbar hålanvisning. Genom att bryta sönder eller avkorta genomströmningsröret eller genom att penetrera en på lämplig höjd befintlig hålanvisning kan man 506 ons 3 åstadkomma en förändring av den effektiva volymen hos ifrågavarande utrymme. Ett annat i princip likadant reglersätt innefattar att man sågar eller fräser en spalt i ifrågavarande utrymmes vägg så att spaltens vertikala längd bestämmer den effektiva volymen hos utrymmet. Ett tredje reglersätt är att i utrymmets vägg göra en spalt med ett i vertikal riktning förskjutbart spaltöppningen tätande tillslutningsorgan.The effective volume of both the airbag space and the weight space can be easily regulated so that they provided with a mechanically breakable control device, for example a shortenable flow tube or an i a wall arranged pierceable hole guide. By breaking break or shorten the flow tube or by penetrate an existing hole at an appropriate height one can 506 ons 3 bring about a change in the effective volume of the space in question. Another basically similar way of regulating involves sawing or milling a slot in the case in question the wall of the space so that the vertical length of the gap determines it effective volume of the space. A third rule of thumb is that in the wall of the space make a gap with one in the vertical direction slidably closing gap sealing member.

Luftkuddeutrymmets effektiva volym kan också regleras genom att luftkuddeutrymet med mellanväggar delas i delar, av vilka en eller flera kan göras ineffektiva genom att i dem genom- bryta en sidovägg eller takytan.The effective volume of the airbag space can also be regulated by that the air cushion space with partitions is divided into parts, of which one or more can be rendered ineffective by implementing in them break a side wall or roof surface.

Det har konstaterats att det i ett flottörventil är till fördel att flottörens rörelse är relativt noggrant styrd.It has been established that it is in a float valve advantage that the movement of the float is relatively accurately controlled.

Detta gäller speciellt sådana flottörer, vilkas flytkraft är beroende av flottörens vinkelläge. Det är känt att i en vattenklosetts spolvattenbehàllare styra flottören med fasta lodräta styrytor. I en flottör enligt uppfinningen är detta viktigt för flottörens funktion, beroende pá att om ventilen ställer sig snett i förhållande till vattenytan, kommer eventuellt dess luftkuddeutrymmen inte att fungera på önskat sätt. i en föredragen utföringsform bildas flottörens styrytor på i och för sig känt sätt av ytan hos ett till pàfyllnings- ventilen ledande fast tilloppsrör och/eller av till detta rör fästade separata styrelement.This is especially true of floats whose buoyancy is depending on the angular position of the float. It is known that in a water closet flush water tank guide the float with fixed vertical guide surfaces. In a float according to the invention this is important for float function, depending on the valve stands obliquely in relation to the water surface, comes possibly its airbag compartments not to function at desired way. in a preferred embodiment, the guide surfaces of the float are formed in a manner known per se from the surface of a to-fill the valve leading fixed inlet pipe and / or off to this pipe attached separate control elements.

Vanligen fungerar en vattenklosetts flottörstyrda páfyllnings- ventil sà, att en liten mängd vatten läcker ut från ventilens styrsystem, när ventilen är öppen. Denna ström av läckande vatten är separat frán den genom ventilen flytande huvudvat- tenströmmen. I en ventil enligt uppfinningen är det fördelak- tigt att leda detta läckagevatten frán ventilen direkt till flottörens tyngdutrymme, som dà fylls till en nivå som bestäms av det utförda regleràtgärderna. Vattenvolymen i tyngd- utrymmet inverkar i väsentligt man pà flottörens vikt och flottören mäste ovillkorligen ha en viss vikt för att pàfyllningsventilen med säkerhet skall fungera på önskat sätt också om trycket i vattenledningsnätet är högt. 506 008 Det är lämpligt att dimensionera en flottör enligt upp- finningen och dess tyngdutrymme så, att flottören förmår till en i påfyllningsventilen fäst vridbar hävarm överföra ett moment, vars storlek i riktning nedåt och företrädesvis också i riktning uppåt är åtminstone 0,1 Nm. Det överförda vrid- momentet är beroende såväl av flottörens vikt/flytkraft som av hävarmens längd. Eftersom man numera eftersträvar en relativt kort hävarm, får flottörens vikt och flytkraft samt möjligheten att reglera dem en större betydelse än tidigare.Usually, a water closet's float-controlled filling function valve so that a small amount of water leaks out of the valve control system, when the valve is open. This stream of leaking water is separate from the main water flowing through the valve. tenströmmen. In a valve according to the invention it is advantageous It is advisable to direct this leakage water from the valve directly to the float's weight space, which is then filled to a level to be determined of the regulatory measures carried out. The volume of water in gravity the space significantly affects the weight of the float and the float must unconditionally have a certain weight in order to the filling valve must safely operate as desired even if the pressure in the water supply network is high. 506 008 It is appropriate to dimension a float according to the finning and its weight space so that the float is able to a rotatable lever attached to the filling valve transmits one moment, the magnitude of which in the downward direction and preferably also in the upward direction is at least 0.1 Nm. The transmitted torque the moment is dependent on both the weight / buoyancy of the float and of the length of the lever. Because nowadays one strives for one relatively short lever, gets the float's weight and buoyancy as well the possibility of regulating them is more important than before.

En ventil enligt uppfinningen kan utgöras av en direkt mot vattenledningstrycket stängande ventil. Det är dock synnerli- gen svårt att behärska funktionen hos en sådan ventil. Därför' är det att rekommendera att en ventil enligt uppfinningen ,utgörs av den i och för sig kända typ, i vilken flottören påverkar en hjälpventil, vars öppnande och stängande påverkar trycket i en i ventilen befintlig hjälpkamare. De erforderli- ga styrkrafterna blir då små och påfyllningsventilens egentliga ventilfunktion styrs med tillhjälp av trycket i hjälpkammaren.A valve according to the invention may consist of a direct counter water line pressure closing valve. However, it is difficult to master the operation of such a valve. Therefore' it is recommended that a valve according to the invention , consists of the type known per se, in which the float affects an auxiliary valve, the opening and closing of which affect the pressure in an auxiliary chamber located in the valve. The required the control forces then become small and that of the filling valve actual valve function is controlled with the help of the pressure in the auxiliary chamber.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas närmare med hänvisning till bifogade ritning, där - fig l schematisk visar flottören hos en ventil enligt uppfinningen sedd uppifrån, - fig 2 visar snittet II-II i fig l.The invention will be described in more detail below reference to the accompanying drawing, where Fig. 1 schematically shows the float of a valve according to the invention seen from above, Fig. 2 shows the section II-II in Fig. 1.

På ritningen betecknar 1 en företrädesvis av lågfriktionsplast gjord flottör, 2 dess låga luftkuddeutrymme, 3 dess höga luftkuddeutrymme cxﬂx 4 dess tyngdutrymme. Det låga luft- kuddeutrymmet 2 och tyngdutrymmet 4 befinner sig direkt ovanför varandra i flottören och har samma form. Mellan dem finns ett rör 5 vars övre ända Sa bestämmer upp till vilken nivå tyngdutrymmet 4 kan samla vatten, och vars nedre ända 5b bestämmer den nedre gränsen för den i utrymmet 2 inneslutna luftkudden i obelastat läge. 506. 008 5 Genom att frán rörets 5 övre ända 5a skära bort en del reduceras den effektiva volymen hos tyngdutrymmet 4 så, att tyngdutrymmet förmår innehålla mindre vätska, och flottören blir då lättare. På motsvarande sätt reduceras volymen hos luftkuddeutrymmet 2 genom att avlägsna en del från rörets 5 nedre ända Sb. Motsvarande effekt kan också åstadkommas genom att göra ett hål i tyngdutrymmets 4 yttre vägg nedanför den nivå som bestäms av rörets 5 övre ända Sa eller genom att göra ett hål i luftkuddeutrymmets 2 yttre vägg ovanför den nivå som bestäms rörets 5 nedre ända Sb. Ifall tyngdutrymmets 4 effektiva volym reduceras genom att göra ett hål i utrymmets yttre vägg, måste hålet vara så stort att vattnet lätt kan rinna ut genom det. Om hålet görs alltför litet, kan ytspän- ningen hindra vattnet från att rinna genom hålet. Det blir lättare att göra hål om det i flottörens vägg finns lämpliga hålanvisningar 7 på olika nivåer.In the drawing, 1 denotes a preferably of low-friction plastic made float, 2 its low air cushion space, 3 its high air cushion space cx ﬂ x 4 its weight space. The low air the cushion space 2 and the weight space 4 are located directly on top of each other in the float and have the same shape. Between them there is a tube 5 whose upper end Sa determines up to which level gravity space 4 can collect water, and whose lower end 5b determines the lower limit of the one enclosed in space 2 the airbag in unloaded position. 506. 008 5 By cutting off a part from the upper end 5a of the tube 5 the effective volume of the weight space 4 is reduced so that the weight space is able to contain less liquid, and the float then becomes easier. Correspondingly, the volume of the air cushion space 2 by removing a part from the tube 5 lower end Sb. Corresponding effect can also be achieved by to make a hole in the outer wall of the gravity space 4 below it level determined by the upper end Sa of the tube 5 or by making a hole in the outer wall of the air cushion space 2 above the level which the lower end Sb of the tube 5 is determined. In case of gravity space 4 effective volume is reduced by making a hole in the space outer wall, the hole must be so large that the water can easily run out through it. If the hole is made too small, the surface tension prevent the water from flowing through the hole. It becomes easier to make holes if there are suitable in the float wall hole instructions 7 at different levels.

Det höga luftkuddeutrymmets 3 nedre kant Sa befinner sig på samma nivå som det låga luftkuddeutrymmets 2 nedre kant 2a.The lower edge Sa of the high air cushion space 3 is located on the same level as the lower edge 2a of the low air cushion space 2.

Mellan det höga och det låga luftkuddeutrymmet finns en mellanvägg 6. Det låga luftkuddeutrymmets 2 horisontella tvärsnittsyta är ca tre gånger det höga luftkuddeutrymmet 3 horisontella tvärsnittsyta.Between the high and the low airbag space there is one partition wall 6. The horizontal of the low air cushion space 2 cross-sectional area is about three times the high air cushion space 3 horizontal cross-sectional area.

Flottören 1 befinner sig i en vattenklosetts spolvattenbe- hållare där den styr mängden av det vatten som från vattenled- ningsnätet strömmar in i behållaren. Vattennivån i behållaren skall vara lämplig för klosettens spolning. Vid spolning av klosetten rinner huvudsakligen allt vatten från spolvattenbe- hållaren ned i klosettskålen. Flottören rör sig då nedåt med den sjunkande Vattennivån, varvid den av flottören styrda påfyllningsventilen öppnas och fyller vattenbehållaren på nytt. Flottören rör sig då uppåt med den stigande Vattennivån tills den på en viss nivå stänger påfyllningsventilen.The float 1 is located in a flushing water tank of a water closet container where it controls the amount of water from the water network flows into the container. The water level in the container shall be suitable for flushing the toilet. When rinsing off the toilet essentially drains all the water from the flushing water the holder down into the toilet bowl. The float then moves downwards with the falling water level, whereby it is controlled by the float the filling valve opens and fills the water tank new. The float then moves upwards with the rising water level until it closes the fill valve at a certain level.

Eftersom det är viktigt att flottörens rörelser inte åstadkom- mer 'väsentliga förändringar i flottörens vinkelläge, bör flottören helst styras med hjälp av vertikala styrytor. 5-06 008 6 Utsidan av ett vattentillförselrör 8 som sträcker sig vertikalt uppåt från spolvattenbehållarens botten är en lämplig styryta. Styrningen kan effektiveras och säkras t.ex. genom att till rörets 8 övre och nedre ändar fästa en styrlist 9 såsom visas på ritningen. Ett alternativt sätt att åstadkom- ma en säker styrning med tillhjälp av flottörens U-formade urtag 13 som delvis omsluter röret 8, är att i urtagets 13 yttre del anbringa ett t.ex. av friktionskrafter på sin plats hållet tillslutningsorgan. Det är fördelaktigt att tyngd- utrymmets 4 tyngdpunkt samt de båda luftkuddeutrymmenas 2 och 3 tyngdpunkt befinner sig nära styrröret 8, eftersom därvid det stjälpande vridmoment som påverkar flottören blir litet.Since it is important that the movements of the float do not more 'significant changes in the angle of the float, should the float is preferably guided by means of vertical guide surfaces. 5-06 008 6 The outside of a water supply pipe 8 extending vertically upwards from the bottom of the rinsing water tank is one suitable guide surface. The control can be streamlined and secured e.g. by attaching a guide strip to the upper and lower ends of the tube 8 9 as shown in the drawing. An alternative way of achieving ma a safe steering with the help of the float's U-shaped recess 13 which partially encloses the tube 8, is that in the recess 13 outer part apply a e.g. of frictional forces in place holding means. It is advantageous that gravity the center of gravity of the space 4 and the 2 and 3 center of gravity is located near the guide tube 8, since in doing so the tipping torque that affects the float becomes small.

Eftersom flottören l rör sig längs inmatningsröret 8, som leder till påfyllningsventilen, kan man lätt, t.ex. med ett rör 10, leda från páfyllningsventilen läckande vatten till tyngdutrymmet 4. Flottören 1 är förbunden med påfyllnings- ventilen med en ledad hävarm, vars infästningsstycke upptas av spalten ll, i vilken det kan låsas på önskad nivå med ett fjädrande låsorgan 12. Flottörens vikt och hävarmens längd skall väljas så, att flottören förmår till hävarmen överföra ett vridmoment, vars storlek är åtminstone 0,1 Nm. Såsom påfyllningsventil används företrädesvis en av en hjälpventil styrd membranventil, exempelvis enligt svenska patentet 353116 eller USA-patentet 3242940.Since the float 1 moves along the feed tube 8, which leads to the filling valve, one can easily, e.g. with a pipe 10, lead leaking water from the filling valve to the weight compartment 4. The float 1 is connected to the filling the valve with an articulated lever, the fastening piece of which is received of the slot ll, in which it can be locked at the desired level with a resilient locking means 12. The weight of the float and the length of the lever shall be chosen so that the float is able to transfer to the lever a torque, the size of which is at least 0.1 Nm. As filling valve, one of an auxiliary valve is preferably used controlled diaphragm valve, for example according to Swedish patent 353116 or U.S. Patent 3242940.

Reglering av flottörens infästningsnivå i förhållande till hävarmen med anordningen 12 ger inte i varje situation tillräckligt stora reglermöjligheter. Om flottören på grund av hindrande konstruktionselement inte kan röra sig till- räckligt högt, kan den vattenmängd som spolvattenbehállaren innehåller bli alltför liten. Genom att minska flottörens flytkraft, får man flottören att ligga djupare i vattnet, 0Ch flottören tillåter då att vätskenivån 5 spolvattenbehålleren stiger högre. Normalt regleras flottörens vikt och flytkraft så, att flottören flyter ungefär till hälften nedsänkt i vattnet. 506 008 7 uppfinningen begränsar sig inte till de “visade utföringsfor- merna, utan ett flertal varianter och modifikationer därav är tänkbara inom ramen för nedanstående patentkrav.Adjustment of the float attachment level in relation to the lever with the device 12 does not provide in every situation sufficiently large control possibilities. About the float due of obstructing structural elements can not move sufficiently high, the amount of water can be the rinsing water tank contains become too small. By reducing the float buoyancy, the float is made deeper in the water, 0Ch the float then allows the liquid level 5 of the rinsing water tank rises higher. Normally the weight and buoyancy of the float are regulated so, that the float floats about half immersed in the water. 506 008 7 the invention is not limited to the embodiments shown without a number of variants and modifications thereof are conceivable within the scope of the following claims.

Claims

506 008 g CLAIMS

Filling valve intended for use in a flushing water tank of a water closet with a float (1) which controls the function of the filling valve, characterized in that in the float (1) there are several systems which allow regulation of its buoyancy and its weight, to which a low and downwardly open air cushion space (2) in the bottom of the float, a high downwardly open air cushion space (3) and a downwardly and laterally tight, water collecting, float weight affecting weight space (4), and a control system (5; 7) for regulating at least the effective volume of the low airbag space (2) and the gravity space (4). Filling valve according to Claim 1, characterized in that the horizontal cross-sectional area of the low air cushion space (2) is substantially larger than the horizontal cross-sectional area of the high air cushion space (3).

2 ... 4 times the cross-sectional area of the high air cushion space.

Filling valve according to Claim 1 or 2, characterized in that both the low and high air cushion space in the lateral direction are limited by a wall surface, the lower edge (2a, 3a) of which in both air cushion spaces is substantially at the same level.

Filling valve according to one of the preceding claims, characterized in that the low air cushion space (2) and the weight space (4) have a substantially equal horizontal cross section and are preferably located on top of one another in the float and have the same shape.

Filling valve according to one of the preceding claims, characterized in that said control system comprises a mechanically breakable control device, for example a cut-off flow-through pipe (5) or a breakable guide (7) arranged in a wall, by means of which 9 506 008 cut-off or other form of breakthrough may affect the effective volume of the space in question.

Filling valve according to one of the preceding claims, characterized in that the float (1) is provided in 1 and in a known manner arranged guide surfaces, which in cooperation with the fixed guide surfaces (8) present in the rinsing water tank provide such control of the float movement, that the float's angular position is kept essentially unchanged.

Filling valve according to Claim 6, characterized in that the fixed guide surfaces consist of the outer surface of an inlet pipe (8) leading to the filling valve and / or of separate guide means (9) attached to the pipe.

Filling valve according to one of the preceding claims, characterized in that there are devices (10) for directing water leaking from the valve to the floating space (4) of the float.

Filling valve according to one of the preceding claims, characterized in that the float (1) and its weight space (4) are dimensioned such that the float (1) can transmit a downward torque of at least 0.1 Nm to a rotatable lever connected to the filling valve.

Filling valve according to one of the preceding claims, characterized in that the actual valve mechanism consists of a diaphragm valve known per se or the like, which is controlled by a float, a pilot valve and a control chamber.