WO2000068604A1 - Einlaufgarnitur für einen spülkasten - Google Patents

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Paul Wey
Eckart Ohmann
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Geberit Technik Ag
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    • E03D1/30—Valves for high or low level cisterns; Their arrangement ; Flushing mechanisms in the cistern, optionally with provisions for a pre-or a post- flushing and for cutting off the flushing mechanism in case of leakage
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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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    • F16K21/04—Self-closing valves, i.e. closing automatically after operation
    • F16K21/18—Self-closing valves, i.e. closing automatically after operation closed when a rising liquid reaches a predetermined level
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/18—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid actuated by a float
    • F16K31/34—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid actuated by a float acting on pilot valve controlling the cut-off apparatus

Definitions

  • the invention relates to an inlet fitting for a cistern, with a housing which has a water guide channel which leads from an inlet to a float-controlled membrane valve which has a passage in the membrane for pressure equalization between an annular channel in front of the membrane and a space behind it Has membrane.
  • Inlet fittings of this type have long been known in toilet cisterns.
  • the inlet fitting is connected to a water supply line and is used to refill the cistern as quickly and quietly as possible after each flush.
  • the diaphragm valve is opened by the falling float and then water flows into the cistern.
  • the membrane valve closes again due to the rising float.
  • Such diaphragm valves work in a known manner according to the servo principle.
  • the membrane has a comparatively small passage for pressure equalization between an annular space in front of the valve membrane and a space behind this membrane. The valve body can thus be controlled with comparatively small pressure differences.
  • the invention has for its object to provide an inlet fitting of the type mentioned, which is easier to assemble and avoids malfunction due to an incorrectly installed membrane.
  • the object is achieved in a generic inlet fitting in that the water guide channel opens essentially tangentially into the ring channel mentioned, in such a way that a flow in the circumferential direction of this ring channel is formed in this with the valve open.
  • a uniform swirling in the annular channel and thus in front of the membrane is created by the tangential inflow of water into the annular channel.
  • the diaphragm valve works with the same degree of reliability in every position of the passage. In the case of the inlet fitting according to the invention, it is therefore not necessary to pay attention to the position of the passage in the ring channel. A malfunction due to an incorrectly installed membrane is thus avoided.
  • the assembly is correspondingly easier and faster.
  • the tangential inflow into the ring channel can be realized particularly easily if the housing has an insert with a passage which is inclined to the longitudinal axis of the housing.
  • this insert has a baffle plate which is arranged downstream of an inlet nozzle.
  • the flow velocity of the water in the water channel is considerably reduced.
  • a downstream ring channel further reduces this flow rate.
  • the flow speed is then increased significantly and the water then flows, for example, at about ten meters per second into the said annular space and generates a swirl or swirl in the circumferential direction. In this annulus, the flow rate is then reduced several times.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an inlet fitting according to the invention
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the inlet fitting
  • FIG. 3 shows a longitudinal section according to FIG. 2, but the valve is open
  • FIG. 4 shows the course of the flow speed in the inlet fitting with the valve open
  • FIG. 5 schematically shows a spatial view of a housing insert
  • FIG. 6 shows a view of the insert according to FIG. 5
  • FIG. 7 shows a section through the insert
  • Figure 8 is another view of the insert.
  • Figure 9 is a view of the housing.
  • the inlet fitting shown in FIG. 1 is fastened in a cistern (not shown here) and has a housing 2 to which a connecting nipple 3 is attached by means of a nut 4.
  • the inlet fitting 2 is attached to the cistern on the nipple 3 and the water supply line (not shown here) is also connected to this.
  • a nozzle body 5 used, which is sealed by means of a sealing sleeve 6 against the nipple.
  • a clamping ring 7 is arranged between the nozzle body 5 and the nipple and this carries the sealing sleeve 6.
  • the nozzle body 5 has a through bore 5a which is widened in steps at the mouth 5b.
  • the flowing through the nozzle channel 5a water passes through a water guide channel 10 which is shown in Figure 1 in the closed position to a diaphragm valve '27th
  • a diaphragm valve '27th When the valve is open, the water flows into an inlet pipe 15 and from there into the cistern.
  • a float 18 is mounted on the inlet pipe 15 and is connected via a rod 17 to a lever 11 pivotably mounted on the housing 2. If, in the position shown in FIG. 1, the float 18 sinks downward, the lever 11 is pivoted and thereby an outlet bore 35 is opened and, due to a pressure drop in a chamber 25, the diaphragm valve 27 is opened.
  • the structure and the mode of operation of such a diaphragm valve 27 are known in principle to the person skilled in the art.
  • an insert 9 is mounted in a bore 28 of the housing 2 and has an impact plate .29 with a flat impact surface 29b (FIG. 7).
  • the impact surface 29b extends transversely to the longitudinal direction A of the housing 2.
  • This channel 34 is connected to a passage 10a of the insert 9, which opens into an annular channel 26 at an opening 23. 8, the passage 10a is inclined to the longitudinal direction A of the housing 2.
  • the mouth 23 is directed according to FIG. 9 against an essentially cylindrical inner surface 22 of the housing 2. The direction of flow immediately after the mouth 23 is indicated in FIG. 9 by the arrow 24.
  • the water flowing into the ring channel 26 is deflected on the surface 22 and flows approximately in the direction of the arrows 33 and 33a in the circumferential direction of the ring channel 26. This substantial tangential flow creates a swirl and a swirl in the annular space 26.
  • the annular space 26 When the valve is closed, the annular space 26 is sealed against an inlet channel 20 by means of a membrane 12. According to FIG. 2, the membrane 12 bears against a valve seat 19. The contact pressure is maintained by a difference in force between the annular space surface 26 and the surface of the space 25 arranged behind the membrane 12.
  • the membrane 12 has a comparatively small passage 31 for pressure equalization between these two spaces.
  • the valve is opened in a known manner by reducing the pressure in chamber 25.
  • the diaphragm valve 12 is closed in a known manner by building up pressure in the space 25.
  • FIG. 4 shows the flow rate in the water guide channel 10 starting from the beginning of the nozzle channel 5a to the mouth 32 into the inlet channel 20.
  • the flow rate is significantly increased by the nozzle body 5.
  • the flow velocity is greatly reduced and this again by the annular space 34.
  • the flow velocity is then increased several times again and after the mouth 23 the flow velocity through the annular space 26 is then greatly reduced.
  • the water thus flows into the annular space 26 at a comparatively high speed. Accordingly, a comparatively high turbulence becomes in the annular space 26 or a high swirl in the circumferential direction of the annular space 26 is reached.

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Abstract

Die Einlaufgarnitur weist einen Wasserführungskanal (10) auf, der von einem Einlass (5) zu einem schwimmergesteuerten Membranventil (27) führt. In der Membran (12) befindet sich ein Durchgang (31) für den Druckausgleich zwischen einem Ringraum (26) vor der Membran (12) und einem Raum (25) hinter der Membran (12). Der Wasserführungskanal (10) mündet im wesentlichen tangential in den genannten Ringkanal (26), derart, dass in diesem bei offenem Membranventil (27) eine Strömung in Ümfangsrichtung dieses Ringkanals (26) gebildet wird. Für die Funktion des Ventils ist die Position des Durchgangs (31) unwesentlich, was die Montage vereinfacht.

Description

Einla.afgarnit.tr für einen Spülkasten
Die Erfindung betrifft eine Einlaufgarnitur für einen Spülkasten, mit einem Gehäuse, das einen Wasserfuhrungskanal aufweist, der von einem Einlass zu einem schwimmergesteuerren Membranven- dl führt, das in der Membran einen Durchgang für den Druckausgleich zwischen einem Ringkanal vor der Membran und einem Raum hinter der Membran aufweist.
Einlaufgarnituren dieser Art sind bei WC-Spülkästen seit langem bekannt. Die Einlaufgarnitur ist mit einer Wasserversόrgungslei- tung verbunden und dient dazu, den Spülkasten nach einer Spülung jeweils möglichst schnell und geräuscharm wieder aufzufüllen. Nach der Auslösung eines Spülvorganges wird das Membranventil durch den fallenden Schwimmer geöffnet und hiernach strömt Wasser in den Spülkasten. Mit steigendem Wasserniveau im Spülkasten wird durch den steigenden Schwimmer das Membranventil wieder geschlossen. Solche Membranventile arbeiten in bekannter Weise nach dem Servoprinzip. Für den Druckausgleich zwischen einem Ringraum vor der Ventilmembran und einem Raum nach dieser Membran weist die Membran einen vergleichsweise kleinen Durchgang auf. Der Ventilkörper kann dadurch mit vergleichsweise kleinen Druckunterschieden gesteuert werden.
Die DE 22 41 763 zeigt eine gattungsgemässe Einlaufgarnitur. Bei dieser besteht nun die Schwierigkeit, dass der genannte Durchgang in der Membran bezüglich eines Kanals 18 der Wasserführung αenau ausgerichtet werden muss. Der Durchgang in der Membran muss in der Linie des Kanals 18 liegen. Liegt der Durchgang au- sserhalb dieses Kanals, so arbeitet das Membranventil nicht im gesamten Druckbereich störungsfrei. Bei der Montage muss somit auf eine exakte Positionierung der Membran geachtet werden, was die Montage erschwert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einlaufgarnitur der genannten Gattung zu schaffen, die einfacher montierbar ist und eine Fehlfunktion aufgrund einer ungenau montierten Membran vermeidet.
Die Aufgabe ist bei einer gattungsgemässen Einlaufgarnitur dadurch gelöst, dass der Wasserführungskanal im wesentlichen tangential in den genannten Ringkanal mündet, derart, dass in diesem bei offenem Ventil eine Strömung in ümfangsrichtung dieses Ringkanals gebildet wird. Bei der erfindungsgemässen Einlaufgarnitur wirα durch das tangentiale Einströmen des Wassers in den Ringkanal in diesem eine gleichmässige Verwirbelung im Ringkanal und damit vor der Membran geschaffen. Es hat sich gezeigt, dass aufgrund dieser Verwirbelung die Position des Durchganges der Membran im Ringkanal für die Arbeitsweise des Membranventils nicht mehr ausschlaggebend ist. Das Membranventil arbeitet in jeder Position des Durchganges in gleich grosser Zuverlässigkeit. Bei der erfindungsgemässen Einlaufgarnitur muss darum nicht auf die Position des Durchganges im Ringkanal geachtet werden. Eine Fehlfunktion aufgrund einer nicht exakt montierten Membran wird damit vermieden. Die Montage wird entsprechend einfacher und schneller.
Die tangentiale Einströmung in den Ringkanal kann dann besonders einfach realisiert werden, wenn das Gehäuse einen Einsatz mit einem Durchgang aufweist, welcher zur Längsachse des Gehäuses geneigt- ist. Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist dieser Einsatz eine Prallplatte auf, die in Strömungsrichtung nach einer Einlassdüse angeordnet ist. Durch die Prallplatte wird die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers im Wasserführungskanal we- sentlich vermindert. Ein nachgeschalteter Ringkanal vermindert diese Strömungsgeschwindigkeit noch weiter. Im genannten Durchgang des Einsatzes wird dann die Strömungsgeschwindigkeit wesentlich erhöht und das Wasser strömt dann beispielsweise mit etwa zehn Meter pro Sekunden in den genannten Ringraum und erzeugt in diesem einen Drall bzw. eine Verwirbelung in Umfangs- richtung. In diesem Ringraum wird dann die Strömungsgeschwindigkeit nochmals um ein Mehrfaches gesenkt.
Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutet. Es zeigen:
Figur 1 schematisch eine Ansicht einer erfindungsgemässen Einlaufgarnitur,
Figur 2 ein Längsschnitt durch die Einlaufgarnitur,
Figur 3 ein Längsschnitt gemäss Figur 2, wobei jedoch das Ventil offen ist,
Figur 4 der Verlauf der Strömungsgeschwindigkeit in der Einlaufgarnitur bei geöffnetem Ventil,
Figur 5 schematisch eine räumliche Ansicht eines Gehäuseeinsatzes,
Figur 6 eine Ansicht des Einsatzes gemäss Figur 5,
Figur 7 ein Schnitt durch den Einsatz,
Figur 8 eine weitere Ansicht des Einsatzes, und
Figur 9 eine Ansicht des Gehäuses.
Die in Figur 1 gezeigte Einlaufgarnitur wird in einem hier nicht gezeigten Spülkasten befestigt und weist ein Gehäuse 2 auf, an dem mittels einer Mutter 4 ein Anschlussnippel 3 angebracht ist. Am Nippel 3 ist die Einlaufgarnitur 2 am Spülkasten befestigt und an diesem wird auch die hier nicht gezeigte Waεserversor- gungsleitung angeschlossen. In den Nippel 3 ist ein Düsenkörper 5 eingesetzt, der mittels einer Dichtungsmanchette 6 gegenüber dem Nippel abgedichtet ist. Ein Klemmring 7 ist zwischen dem Düsenkörper 5 und dem Nippel angeordnet und dieser trägt die Dichtungsmanchette 6. Der Düsenkörper 5 weist eine Durchgangsbohrung 5a auf, die an der Mündung 5b stufenförmig etwas erweitert ist.
Das durch den Düsenkanal 5a einströmende Wasser gelangt über einen Wasserführungskanal 10 zu einem Membranventil '27 das in Figur 1 in geschlossener Stellung gezeigt ist. Bei geöffnetem Ventil strömt das Wasser in ein Einlaufrohr 15 und von diesem in den Spülkasten. Am Einlaufrohr 15 ist ein Schwimmer 18 gelagert, der über eine Stange 17 mit einem am Gehäuse 2 schwenkbar gelagerten Hebel 11 verbunden ist. Sinkt in der in Figur 1 gezeigten Stellung der Schwimmer 18 nach unten, so wird der Hebel 11 verschwenkt und dadurch wird eine Auslassbohrung 35 freigegeben und aufgrund eines Druckabfalls in einer Kammer 25 wird das Membranventil 27 geöffnet. Der Aufbau und die Wirkungsweise eines solchen Membranventiles 27 ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt.
Wie die Figur 2 zeigt, ist in einer Bohrung 28 des Gehäuses 2 ein Einsatz 9 gelagert, der eine Prallplatte .29 mit einer ebenen Aufprallfläche 29b (Figur 7) aufweist. Die Aufprallfläche 29b erstreckt sich quer zur Längsrichtung A des Gehäuses 2. Zwischen der Mündung 5b und der Aufprallfläche 29b befindet sich ein tellerförmiger Strömungsraum 30 der an seinem Umfang in einen ringförmigen Kanal 34 mündet. Dieser Kanal 34 ist mit einem Durchgang 10a des Einsatzes 9 verbunden, der an einer Mündung 23 in einen Ringkanal 26 mündet. Der Durchgang 10a verläuft gemäss Figur 8 geneigt zur Längsrichtung A des Gehäuses 2. Die Mündung 23 ist gemäss Figur 9 gegen eine im wesentlichen zylindrische Innenfläche 22 des Gehäuses 2 gerichtet. Die Strömungsrichtung unmittelbar nach der Mündung 23 ist in Figur 9 durch den Pfeil 24 angedeutet. An der Fläche 22 wird das in den Ringkanai 26 einströmende Wasser abgelenkt und strömt etwa in Richtung der Pfeile 33 und 33a in Umfangsrichtung des Ringkanals 26. Diese im we- sentlichen tangentiale Strömung erzeugt im Ringraum 26 einen Drall sowie eine Verwirbelung.
Bei geschlossenem Ventil ist der Ringraum 26 mittels einer Membran 12 gegenüber einem Einlaufkanal 20 abgedichtet. Die Membran 12 liegt gemäss Figur 2 an einem Ventilsitz 19 an. Der Anpressdruck wird durch eine Kraftdifferenz zwischen der Ringraumfläche 26 und der Fläche des hinter der Membran 12 angeordneten Raumes 25 aufrecht erhalten. Für den Druckausgleich zwischen diesen beiden Räumen weist die Membran 12 einen vergleichsweise kleinen Durchgang 31 auf. Das Ventil wird in bekannter Weise geöffnet, in dem der Druck im Raum 25 vermindert wird. Das Schliessen des Membranventils 12 erfolgt in bekannter Weise durch einen Druckaufbau im Raum 25. Dazu strömt aus dem Ringraum 26 durch den Durchgang 31 Wasser in den Raum 25. Für die Erfindung ist nun wesentlich, dass die Position des Durchganges 31 im Ringraum 26 für die Funktionsweise nicht erheblich ist. Dazu ist insbesondere der erwähnte Drall bzw. die Verwirbelung im Ringraum 26 wesentlich.
Nachfolgend wird insbesondere anhand der Figuren 3 und 4 der Strömungsverlauf näher erläutert.
Die Figur 4 zeigt die Strömungsgeschwindigkeit im Wasserführungskanal 10 beginnend vom Anfang des Düsenkanals 5a bis zur Mündung 32 in den Einlaufkanal 20. Durch den Düsenkörper 5 wird wie ersichtlich die Strömungsgeschwindigkeit wesentlich erhöht. Im Raum 30 und vor der Aufprallfläche 29b wird die Strömungsgeschwindigkeit stark vermindert und dies nochmals durch den Ringraum 34. Im Durchgang 10a wird dann die Strömungsgeschwindigkeit wieder um ein Mehrfaches erhöht und nach der Mündung 23 wird anschliessend die Strömungsgeschwindigkeit durch den Ringraum 26 stark erniedrigt. Das Wasser strömt somit mit vergleichsweiser hoher Geschwindigkeit in den Ringraum 26. Entsprechend wird im Ringraum 26 eine vergleichsweise hohe Verwirbelung bzw. ein hoher Drall in Umfangsrichtung des Ringraumes 26 erreicht. Vor der Membran 12 herrscht eine vergleichsweise niedrige Strömungsgeschwindigkeit, die nach dem Ventilsitz 19 etwas erhöht wird. Nach der Prallplatte 29 bis zum Ventilsitz 19 ist die Strömungsgeschwindigkeit gegenüber derjenigen im Düsenkörper 5 wesentlich erniedrigt. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass das Gehäuse 2 weniger robust als bisher und mit vergleichsweise dünnen Wandungen gebaut werden kann. Wesentlich ist auch die damit ermöglichte Geräuschminderung.

Claims

Patentansprüche
Einlaufgarnitur für einen Spülkasten, mit einem Gehäuse (2), das einen Wasserführungskanal (10) aufweist, der von einem Einlass (5) zu einem, schwimmergesteuerten Membranventil (27) führt, das in der Membran (12) einen Durchgang (31) für den Druckausgleich zwischen einem Ringraum (26) vor der Membran (12) und einem Raum (25) hinter der Membran (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserführungskanal (10) im wesentlichen tangential in den genannten Ringkanal (26) mündet, derart, dass in diesem bei offenem Membranventil (27) eine Strömung in Umfangsrichtung dieses Ringkanalε (26) gebildet wird.
Einlaufgarnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserführungskanal (10) eine Mündung (23) aufweist, welche in den genannten Ringraum (26) mündet.
Einlaufgarnitur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser durch eine Einlassdüse (5) in den Wasserführungskanal (10) einströmt und dass in Strömungsrichtung gesehen nach einer Mündung (5b) der Einlassdüse (5) ein Umlenkorgan (9) angeordnet ist, welches das einströmende Wasser umlenkt und die Strömungsgeschwindigkeit wesentlich vermindert .
Einlaufgarnitur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkorgan (9) eine Umlenkplatte (29) aufweist, die eine Aufprallfläche (29b) besitzt, die im wesentlichen senkrecht zur Längsachse (8) des Gehäuses (2) verläuft.
Einlaufgarnitur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Aufprallfläche (29) zur Mündung (5b) der Einlassdüse (5) weniger als etwa 10 mm beträgt.
6. Einlaufgarnitur nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung gesehen nach der Aufprallfläche (29b) ein Ringraum (34) angeordnet ist, in welchem die Strömungsgeschwindigkeit wesentlich vermindert wird.
7. Einlaufgarnitur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung gesehen nach dem Ringraum (34) ein zur Längsachse (A) des Gehäuses (2) geneigter Durchgang (10a) angeordnet ist.
8. Einlaufgarnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkorgan (9) im Abstand zur Membran (12) des Membranventiles (27) angeordnet ist.
9. Einlaufgarnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen Einsatzkörper (9) der mit einem Durchgang (10b) einen Teil des Wasserführungskanals (10) bildet.
10. Einlaufventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzkörper (9) eine Mündung (23) aufweist, die im Abstand zum Membranventil (27) angeordnet ist.
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