SE517905C2

SE517905C2 - Thermostat mixer valve

Info

Publication number: SE517905C2
Application number: SE9703803A
Authority: SE
Inventors: Bjoern Aastroem
Original assignee: Mora Armatur Holding Ab
Priority date: 1997-10-17
Filing date: 1997-10-17
Publication date: 2002-07-30
Also published as: SE9703803L; SE9703803D0

Abstract

An insert inside the valve casing comprises a tubular casing (7) enclosing a tubular flow-regulating valve cone (8) which can rotate relative to its casing and encloses a tubular temperature-regulating valve cone (17) which can be moved in an axial direction with respect to the flow-regulating valve cone. Cross-flow between the supplied hot and cold water is prevented by using the flow-regulating valve cone to block the flow of hot and cold water at a point downstream from the cone. The valve comprises a casing (1) with connections (2, 2) for hot and cold water, and manoeuverable devices (4, 5) for altering the flow and temperature of water leaving the valve outlet (3). Devices are also provided in the temperature-regulating valve cone to prevent cross-flow between the hot and cold water.

Description

517 905 2 anordnad att medge en begränsad axiell rörelse relativt den omgivande flödesreglerande ventilkäglan, varjämte den rörformiga flödesreglerande ventilkäglan är anordnad att medge avstängning av tillfört flöde av varmt och kallt vatten före en punkt i strömningsriktningen som efterföljer nämnda flödesreglerande ventilkägla, samt kännetecknas i huvudsak av att det väsentligen rörformiga huset uppvisar ett antal genomgående kanalerför varmt respektive kallt vatten, samt att företrädesvis väsentligen ringformiga tätande element är anordnade omgivande de inre öppningarna av nämnda kanaler, utsträckta i riktning från det rörformiga husets invändiga yta, samt att den invändiga ytan av det rörformiga huset därutöver är utformad med ett antal från den invändiga ytan utsträckta väsentligen ringformiga tätande element, anordnade att avgränsa två från varandra skilda zoner för varmt respektive kallt vatten relativt den flödesreglerande ventilkäglans utvändiga yta. 517 905 2 is arranged to allow a limited axial movement relative to the surrounding flow regulating valve cone, and the tubular flow regulating valve cone is arranged to allow shut-off of supplied flow of hot and cold water before a point in the flow direction following said flow regulating main valve and that the substantially tubular housing has a number of continuous channels for hot and cold water, respectively, and that preferably substantially annular sealing elements are arranged surrounding the inner openings of said channels, extending in the direction from the inner surface of the tubular housing, and that the inner surface of the tubular the housing in addition is formed with a number of substantially annular sealing elements extending from the inner surface, arranged to delimit two separate zones for hot and cold water, respectively, relative to the outer surface of the flow-regulating valve cone.

Kortfattad beskrivning av ritninqarna Ett icke begränsande exempel på en blandarventil enligt föreliggande uppfinning skall nedan närmare beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningarna, varpå:- Fig. 1 visar en vy, delvis i längdsektion, genom ett exempel på en utföringsform av en blandarventil enligt uppfinningen; Fig. 2 visar en vy, delvis i längdsektion, genom den i Fig. 1 ingående avstängningsdelen anordnad i öppet läge; Fig. 3 visar en vy i tvärsektion vid lll - lll i Fig. 2; Fig. 4 visar en vy motsvarande Fig. 2 med den flödesreglerande delen anordnad för att avstänga tillförsel av kallt och varmt vatten; Fig. 5 visar en vy i tvärsektion vid V - V i Fig. 4; Fig. 6 visar en vy väsentligen motsvarande Fig. 2 samt kompletterad med en rörformig temperaturreglerande ventilkägla; Fig. 7 och 8 visar två vyer, delvis i längdsektion, avsedda att åskådliggöra två alternativa lägen för den temperaturreglerande ventilkäglan; Fig. 9 visar en vy delvis i längdsektion samt en vy i tvärsektion av den temperaturreglerande ventilkäglan; samt Fig. 10 och 11 visar vyer i längdsektion, avsedda att åskådliggöra den väsentligen S-formiga 517 905 3 utsträckning varmed de tätande vulster som anligger mot den flödesreglerande ventilkäglan med fördel är utformade; samt Fig. 12 visar en vy i förstorad skala samt i Iängdsektion av ett parti av det i Fig. 1 visade utföringsexemplet på en blandarventii enligt uppfinningen.Brief Description of the Drawings A non-limiting example of a mixer valve according to the present invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows a view, partly in longitudinal section, through an example of an embodiment of a mixer valve according to the invention ; Fig. 2 shows a view, partly in longitudinal section, through the shut-off part included in Fig. 1 arranged in open position; Fig. 3 shows a cross-sectional view at lll - lll in Fig. 2; Fig. 4 shows a view corresponding to Fig. 2 with the flow regulating part arranged to shut off the supply of cold and hot water; Fig. 5 shows a cross-sectional view at V - V in Fig. 4; Fig. 6 shows a view substantially corresponding to Fig. 2 and supplemented with a tubular temperature regulating valve cone; Figs. 7 and 8 show two views, partly in longitudinal section, intended to illustrate two alternative positions of the temperature regulating valve cone; Fig. 9 shows a view partly in longitudinal section and a view in cross section of the temperature regulating valve cone; and Figs. 10 and 11 show longitudinal sectional views, intended to illustrate the substantially S-shaped extent to which the sealing beads abutting the flow regulating valve cone are advantageously designed; and Fig. 12 shows a view on an enlarged scale and in longitudinal section of a portion of the exemplary embodiment shown in Fig. 1 of a mixer valve according to the invention.

Med hänvisning till det exempel på en blandarventii som visas i Fig. 1, så visas en termostat- blandare, t.ex. för användning vid en dusch, ett badkar eller liknande ändamål. Det visade utföringsexemplet innefattar ett blandarhus 1, utformat med två anslutningar 2, 2' för tilloppsledningar för varmt och kallt vatten. Blandarhuset innefattar även ett centralt lokaliserat utlopp 3. Ett manuellt påverkbart manöverorgan 4 är anordnat i anslutning till blandarhusets 1 ena ändparti, varmed avgivet vattenflöde kan styras/avstängas. Ett andra manuellt påverkbart manöverorgan 5 vid motstående ändparti av blandarhuset 1 är anordnat för inställning av det från utloppet 3 avgivna vattnets temperatur, varvid manuell påverkan av det andra manöveror- ganet 5 är anordnad att axiellt förskjuta en termostatkropp 6 i alternativa riktningar.Referring to the example of a mixer valve shown in Fig. 1, a thermostat mixer, e.g. for use in a shower, bath or similar purpose. The embodiment shown comprises a mixer housing 1, formed with two connections 2, 2 'for supply lines for hot and cold water. The mixer housing also comprises a centrally located outlet 3. A manually actuatable actuator 4 is arranged in connection with one end portion of the mixer housing 1, with which delivered water flow can be controlled / shut off. A second manually actuable actuator 5 at the opposite end portion of the mixer housing 1 is arranged for adjusting the temperature of the water discharged from the outlet 3, whereby manual actuation of the second actuator 5 is arranged to axially displace a thermostat body 6 in alternative directions.

I Fig. 2 och 3 visas den rörformiga insats i blandarhuset 1 som utgör det flödesreglerande elementet. Nämnda insats innefattar ett yttre rörformigt hus, som helhet betecknat 7, vilket omsluter en rörformig ventilkägla 8, roterbart anordnad i det omgivande huset 7. Huset 7 är utformat med två par genomgående kanaler 9, 9'; 10, 10', lokaliserade i ett parvis motstående förhållande till varandra. Som framgår av Fig. 1, så lokaliseras huset 7 med ett par av de genomgående kanalerna 9, 9' kommunicerande med i blandarhuset 1 utsträckta kanaler 11, 11' från anslutningarna 2, 2' för tilloppsledningarna, och som framgår av Fig. 1, så omges huset 7 av två omgivande kanaler, varigenom även kanalerna 10, 10' tillföres vatten.Figs. 2 and 3 show the tubular insert in the mixer housing 1 which constitutes the flow regulating element. Said insert comprises an outer tubular housing, designated as a whole 7, which encloses a tubular valve cone 8, rotatably arranged in the surrounding housing 7. The housing 7 is formed with two pairs of continuous channels 9, 9 '; 10, 10 ', located in a pairwise opposite relationship to each other. As can be seen from Fig. 1, the housing 7 is located with a pair of the through-going channels 9, 9 'communicating with channels 11, 11' extending in the mixing housing 1 from the connections 2, 2 'for the supply lines, and as shown in Fig. 1, then the housing 7 is surrounded by two surrounding channels, whereby also the channels 10, 10 'are supplied with water.

Huset 7 är såsom visat utformat med en omgivande beläggning 12 av ett material med företrädesvis något elastiska egenskaper. Ett material med elastiska egenskaper utnyttjas för erhållande av goda tätande egenskaper. Såsom visat i Fig. 2 så uppvisar den omgivande beläggningen 12 även åtminstone tre omgivande och utåt riktade ringformigt utsträckta element 13, 13', 13", varjämte inåt riktade tätande element 14, 14' är anordnade omgivande de invändiga öppningarna för kanalerna 9, 9'; 10, 10' i huset 7.The housing 7 is as shown formed with a surrounding coating 12 of a material with preferably somewhat elastic properties. A material with elastic properties is used to obtain good sealing properties. As shown in Fig. 2, the surrounding coating 12 also has at least three surrounding and outwardly directed annularly extending elements 13, 13 ', 13 ", and inwardly directed sealing elements 14, 14' are arranged around the inner openings of the channels 9, 9. '; 10, 10' in the house 7.

Som framgår av exempelvis Fig. 2 och 4, så föreligger ytterligare tätande element utsträckta inåt från beläggningen 12 och anliggande gentemot ventilkäglan 8, vilka kommer att redovisas senare med hänvisning till Fig. 10 och 11.As can be seen from, for example, Figs. 2 and 4, there are further sealing elements extending inwards from the coating 12 and abutting the valve cone 8, which will be reported later with reference to Figs. 10 and 11.

I Fig. 2 och 3 visas ventilkäglan 8 lokaliserad i ett läge som medger full tillförsel av vatten från kanalerna 11, 11'. Genom att vrida ventilkäglan 8 relativt det omslutande huset 7, såsom indikerat med en pil i Fig. 5, så förflyttas i ventilkäglan 8 parvis varandra motstående 517 905 4 genomströmningshäl 15, 15'; 16, 16' till det läge som visas i Fig. 4 och 5, varvid fullständig avstängning av vattenflödet uppnås. Genom att låta ventilkäglan 8 upptaga godtyckligt valda mellanliggande lägen mellan de två lägen som visas i Fig. 2 och 3, samt Fig. 4 och 5, så erhålles möjlighet att godtyckligt inställa utloppsflödet mellan fullt öppet och fullt stängt.In Figs. 2 and 3 the valve cone 8 is shown located in a position which allows full supply of water from the channels 11, 11 '. By rotating the valve cone 8 relative to the enclosing housing 7, as indicated by an arrow in Fig. 5, the flow-through heel 15, 15 'is moved in pairs in the valve cone 8 in pairs; 16, 16 'to the position shown in Figs. 4 and 5, whereby complete shut-off of the water flow is achieved. By allowing the valve cone 8 to occupy arbitrarily selected intermediate positions between the two positions shown in Figs. 2 and 3, and Figs. 4 and 5, the possibility is obtained of arbitrarily setting the outlet flow between fully open and fully closed.

I syfte att såväl säkerställa god tätning som att reducera friktion mellan relativt varandra rörliga element, så är den rörformiga flödesreglerande ventilkäglan 8 med fördel utformad av ett material med låg friktionskoefficient eller helt eller delvis täckt av ett yttre skikt av ett sådant material, vilket exempelvis kan utgöras av Teflon eller annat liknande material.In order to ensure good sealing as well as to reduce friction between relatively movable elements, the tubular flow regulating valve cone 8 is advantageously formed of a material with a low coefficient of friction or completely or partially covered by an outer layer of such a material, which for example consists of Teflon or other similar material.

Genom att den avstängande funktionen för tillopp av varmt resp. kallt vatten i flödesriktningen är lokaliserad före blandningskammaren, så förhindras överströmning mellan tilloppen för varmt och kallt vatten vid stängd blandare. Som ett resultat härav, så erfordras ej backventiler, vilka nödvändiggöres vid kända blandare med avstängningsfuktionen efter blandningskammaren.By the shut-off function for inflow of hot resp. cold water in the flow direction is located before the mixing chamber, so overflow between the hot and cold water inlets is prevented when the mixer is closed. As a result, non-return valves are required, which are necessary in known mixers with the shut-off function after the mixing chamber.

Enligtföreliggande uppfinning åstadkommes även en synnerligen kompakt konstruktion, genom att (såsom visat i Fig. 6) en av termostatkroppen 6 påverkbar temperaturreglerande ventilkägla, som helhet betecknad 17, anordnats omsluten av ventilkäglan 8. Nämnda temperaturregleran- de ventilkägla 17 är axiellt rörlig mellan ett kantparti utformat vid ventilkäglans 8 invändiga del samt en främre kantparti på en hylsformig del 18 förenad med ventilkäglan 8. Såsom visat i Fig. 7 och 8, så kan den temperaturreglerande ventilkäglan 17 genom påverkan från termostatkrop- pen 6 utföra en begränsad axiell rörelse, för att därvid öka/minska genomströmningen av varmt eller kallt vatten genom hålen 15, 15'; 16, 16' i ventilkäglan 8, i syfte att vidmakthålla inställd temperatur för vatten avgivet från utloppet 3. Denna axiella rörelse illustreras närmare i Fig. 7 och 8.According to the present invention, an extremely compact construction is also provided, in that (as shown in Fig. 6) a temperature-regulating valve cone which can be actuated by the thermostat 6, as a whole 17, is arranged enclosed by the valve cone 8. Said temperature-regulating valve cone 17 is axially movable between an edge portion formed at the inner part of the valve cone 8 and a front edge portion of a sleeve-shaped part 18 connected to the valve cone 8. As shown in Figs. 7 and 8, the temperature regulating valve cone 17 can, by actuation of the thermostat body 6, perform a limited axial movement, to thereby increasing / decreasing the flow of hot or cold water through the holes 15, 15 '; 16, 16 'in the valve cone 8, in order to maintain the set temperature for water delivered from the outlet 3. This axial movement is further illustrated in Figs. 7 and 8.

För att även förhindra överströmning mellan varmt och kallt vatten vid den temperaturregleran- de ventilkäglans 17 yttre parti, så är densamma utformad med ett omgivande spår 19 avsett för en tätande O-ring 20. Som visat i Fig. 7 och 8, så kommer O-ringen 20 att vid avstängning av ett tilloppshàl 15, 15'; 16, 16' pressas mot det sidoparti av spåret 19 som är riktat från det avstängda hålet 15, 15'; 16, 16', samt att därvid skapa ett synnerligen effektivt tätande element som förhindrar överströmning mellan varmt och kallt tillfört vatten. Ett exempel på utformningen av den temperaturreglerande ventilkäglan 17 framgår mera i detalj av Fig. 9.In order to also prevent overflow between hot and cold water at the outer part of the temperature-regulating valve cone 17, the same is formed with a surrounding groove 19 intended for a sealing O-ring 20. As shown in Figs. 7 and 8, 0 the ring 20 that when closing an inlet hole 15, 15 '; 16, 16 'is pressed against the side portion of the groove 19 which is directed from the closed hole 15, 15'; 16, 16 ', and thereby creating a particularly effective sealing element which prevents overflow between hot and cold supplied water. An example of the design of the temperature regulating valve cone 17 is shown in more detail in Fig. 9.

Som tidigare nämnts i samband med beskrivningen av Fig. 2 - 5, så uppvisar huset 7 utöver de ringformiga tätande elementen 14, 14' vid de inre öppningarna av kanalerna 9, 9'; 10, 10' utsträckta mot ventilkäglan 8 även andra tätande element, vilka nu närmare skall beskrivas med hänvisning till Fig. 10 och 1 1 .Dessa två figurer visar en längdsektion genom huset 7, varvid Fig. 11 visar huset 7 roterat 90° i förhållande till Fig. 10. Av dessa figurer framgår att fem ickelinjärt 517 905 5 utsträckta tätande element 21, 21', 21" är anordnade utformade från husets 7 invändiga beläggning 12, utsträckta i riktning mot ventilkäglan 8. Genom att utföra dessa med en S-formig eller vågformig utsträckning, så erhålles en förlängd och större tätande yta samt därutöver undvikes det ringformiga slitage som skulle uppkomma om de utförts med en ringformig linjär utsträckning. En ytterligare fördel är att det fett eller smörjmedel som appliceras vid husets 7 invändiga yta i samband med montering härigenom på ett bättre sätt fördelas över husets 7 invändiga yta och ventilkäglans 8 utvändiga yta, vilket ytterligare nedbringar slitage.As previously mentioned in connection with the description of Figs. 2 - 5, in addition to the annular sealing elements 14, 14 ', the housing 7 has at the inner openings of the channels 9, 9'; 10, 10 'extending towards the valve cone 8 also other sealing elements, which will now be described in more detail with reference to Figs. 10 and 11. These two figures show a longitudinal section through the housing 7, Fig. 11 showing the housing 7 rotated 90 ° in relation to Fig. 10. From these figures it can be seen that five non-linearly extending sealing elements 21, 21 ', 21 "are arranged formed from the inner coating 12 of the housing 7, extending in the direction of the valve cone 8. By making these with an S- elongated and wavy extent, an elongated and larger sealing surface is obtained and in addition the annular wear which would occur if they were performed with an annular linear extent is avoided.A further advantage is that the grease or lubricant applied to the inner surface of the housing 7 in connection with mounting is thus better distributed over the inner surface of the housing 7 and the outer surface of the valve cone 8, which further reduces wear.

Av Fig. 12 framgår hur vattnet strömmar genom visat och beskrivet utföringsexempel på en blandarventil enligt föreliggande uppﬁnning, samt även hur kompakt den flödes- och temperaturreglerande delen av blandarventilen kan utföras, genom att samtliga funktioner integrerats i en kompakt enhet. Det inses härvid att en blandare med ett avsevärt kortare blandarhus 1 än vad som visas i Fig. 1 möjliggöres, t.ex. vid tillämpningar där inte ett förhållandevis stort standardiserat centrumavstànd mellan tilloppsledningarna för varmt och kallt vatten nödvändiggör ett blandarhus av den typ som visas i Fig. 1. Föreliggande uppfinning möjliggör således även åstadkommande av termostatblandare med ett mycket kompakt utförande, vid tillämpningar då ett mindre centrumavstànd för tilloppsledningarna kan accepteras. Även om det enbart i korthet berörts, så framgår det av visat utföringsexempel att en blandarventil enligt föreliggande uppfinning såväl från tillverkningssynpunkt som med avseende på efterföljande service är mycket fördelaktig. Blandarhuset 1 är väl anpassat för maskinbear- betning och ingående enhet för flödes- och temperaturstyrning kan lätt demonteras från blandarhuset 1 vid servicebehov. Den ickelinjära utsträckningen av de tätande organen 21 , 21', 21" medför även, som tidigare berörts, en lång livslängd och ett minskat servicebehov.Fig. 12 shows how the water flows through the shown and described exemplary embodiment of a mixer valve according to the present invention, and also how compact the flow and temperature regulating part of the mixer valve can be performed, by integrating all functions in a compact unit. It will be appreciated that a mixer with a considerably shorter mixer housing 1 than that shown in Fig. 1 is made possible, e.g. in applications where a relatively large standardized center distance between the hot and cold water supply lines does not necessitate a mixer housing of the type shown in Fig. 1. The present invention thus also makes it possible to provide thermostatic mixers with a very compact design, in applications where a smaller center distance for the supply lines can be accepted. Even if it has only been touched on briefly, it appears from the exemplary embodiment shown that a mixing valve according to the present invention is very advantageous both from the point of view of manufacture and with regard to subsequent service. The mixer housing 1 is well adapted for machining and the included unit for flow and temperature control can be easily disassembled from the mixer housing 1 if service is required. The non-linear extent of the sealing members 21, 21 ', 21 "also entails, as previously mentioned, a long service life and a reduced need for service.

Visat och beskrivet utföringsexempel avser enbart att tjäna som ett exempel på en utförings- form inom ramen för uppfinnartanken och efterföljande patentkrav, då många modifieringar givetvis kan utföras i syfte att erhålla anpassning till olika tillämpningar. Således kan exempelvis antalet med varandra kommunicerbara hål eller kanaler givetvis varieras, liksom antalet tätande element, samt dessas utformning.The exemplary embodiment shown and described is intended only to serve as an example of an embodiment within the scope of the inventors' idea and the appended claims, as many modifications can of course be made in order to obtain adaptation to various applications. Thus, for example, the number of holes or channels communicable with each other can of course be varied, as well as the number of sealing elements, and their design.

Claims

517 905 6 PATENT CLAIMS

1.. Mixer valve, preferably of the thermostatic mixer type, comprising a mixer housing (1) with connections (2, 2 ') for supply lines for hot and cold water and with actuators (4, 5) for adjusting the delivered flow from an outlet (3) and delivered flow temperature, said mixer housing (1) arranged to enclose an insert consisting of a substantially tubular housing (7) enclosing a substantially tubular flow regulating valve cone (8), rotatable relative to the housing (7) and enclosing a substantially tubular temperature regulating valve cone (17), arranged to allow a limited axial movement relative to the surrounding flow regulating valve cone (8), and the tubular flow regulating valve cone (8) is arranged to allow shut-off of supplied ﬂ fate of hot and cold water before a point in the flow direction following said flow regulating valve cone (8) characterized in that the substantially tubular housing (7) has a number of continuous channels (9, 9 '; 10, 10 ') for hot and cold water, respectively, and that preferably substantially annular sealing elements (14, 14') are arranged around the inner openings of said channels (9, 9 '; 10, 10'), extending in the direction from the the inner surface of the tubular housing (7), and that the inner surface of the tubular housing (7) is additionally formed with a number of substantially annular sealing elements (21, 21 ', 21 ") extending from the inner surface, arranged to define two from different zones for hot and cold water, respectively, relative to the outer surface of the flow-regulating valve cone (8).

Mixer valve according to Claim 1, characterized in that the substantially annular elements (21, 21 ', 21 ") have a non-linear extension, and preferably an extension which reciprocates in the longitudinal direction of the tubular housing (7).

Mixer valve according to one of Claims 1 or 2, characterized in that the substantially tubular housing (7) has an outer coating (12) of at least parts of the surfaces directed towards the mixer housing (1) and the enclosed flow-regulating valve cone (8). material with elastic properties, and that sealing elements (14, 14 '; 21, 21', 21 ") extending from the tubular housing (7) are formed integrally with said coating (12).

Mixer valve according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the surface of the substantially tubular housing (7) facing the mixer housing (1) has at least three surrounding, preferably annular sealing elements (13, 13) extending towards the mixer housing (1). ', 13 "), integrated with an outer coating (12) of a material with elastic properties, and located to delimit supplied hot and cold water in two separate areas.

Mixer valve according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the temperature-regulating valve cone (17) has at least one outer groove (19) for an O-ring (20) or similar sealing means, arranged in a Intermediate occupied flow holes (15, 15 '; 16, 16') for hot and cold water in the flow control valve cone (8).

Mixer valve according to Claim 5, characterized in that the groove (19) has a width exceeding the width of the O-ring (20).

Mixer valve according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the fate-regulating valve cone (8) has flow holes (15, 15 '; 16, 16') cooperating with the channels (9, 9 '; 10, 10'). which in a rotational movement of the valve cone (8) can be moved between a non-communicating and a fully or partially communicating position relative to the channels (9, 9 '; 10, 10').

Mixer valve according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the temperature-regulating valve cone (17) is arranged axially movable between a fixed abutment formed at the inner surface of the valve cone (8) and the end portion of a sleeve-shaped part (18), joined together. with the valve cone (8) by means of a threaded connection or the like.

Mixer valve according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the tubular ﬂ fate-regulating valve cone (8) is formed from a material with a low coefficient of friction or has a full or partial outer layer of such a material, such as Te ﬂ on or the like. .