WO2006005099A2 - Durchflussmengenbegrenzer - Google Patents

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WO2006005099A2
WO2006005099A2 PCT/AT2005/000274 AT2005000274W WO2006005099A2 WO 2006005099 A2 WO2006005099 A2 WO 2006005099A2 AT 2005000274 W AT2005000274 W AT 2005000274W WO 2006005099 A2 WO2006005099 A2 WO 2006005099A2
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flow rate
rate limiter
mixing chamber
insert
bore
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Siegfried Kogelbauer
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Siegfried Kogelbauer
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03C—DOMESTIC PLUMBING INSTALLATIONS FOR FRESH WATER OR WASTE WATER; SINKS
    • E03C1/00—Domestic plumbing installations for fresh water or waste water; Sinks
    • E03C1/02—Plumbing installations for fresh water
    • E03C1/08—Jet regulators or jet guides, e.g. anti-splash devices
    • E03C1/084—Jet regulators with aerating means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03C—DOMESTIC PLUMBING INSTALLATIONS FOR FRESH WATER OR WASTE WATER; SINKS
    • E03C1/00—Domestic plumbing installations for fresh water or waste water; Sinks
    • E03C1/02—Plumbing installations for fresh water
    • E03C2001/026—Plumbing installations for fresh water with flow restricting devices

Definitions

  • the invention relates to a flow rate limiter comprising a housing and a rotationally symmetrical insert which can be screwed into the housing.
  • a flow restrictor of the type mentioned above can be found for example in WO 94/20219.
  • the disclosed water jet regulator and flow limiter for sanitary fittings has a housed in a housing water jet splitting device, wherein a throttle plate takes over a throttling of the amount of water and the fine adjustment of a throttle device in a cylinder hole plate is taken over and can also be adjusted during operation.
  • DE 36 04267 A1 discloses a throttle, dosing and mixing device, wherein within a cylindrical housing with connections for inlet and outlet lines a movable nozzle piston in conjunction with the nozzle rod by thrust movements the fürlauf ⁇ quantity of the transported medium at different pump use constant.
  • US Pat. No. 2,941,729 relates to a hose nozzle, wherein water and air are mixed via a rotatable insert in the interior of the nozzle.
  • DE 11 07607 B discloses a device for venting under pressure from a sampling point escaping water, especially in domestic water pipes, in which at the water tap below a perforated transverse wall, the outside air freely enter and a screen body is arranged.
  • a disadvantage of these flow rate limiters is their complicated mechanical structure and their low mixing rate of two or more fluids.
  • a flow rate limiter of the type mentioned in the present invention that an outer surface of the insert in Haut ⁇ screwed state with an inner circumferential surface of the housing forms a mixing chamber, wherein at least one opening into the mixing chamber suction bore is provided, the insert at an end face at least one coinciding with the axis of rotation of the insert Einströmbohrung for at least one fluid, at least one channel which connects at least one inflow bore with the mixing chamber, and at inflow of the fluid the fluid is swirled and mixed with at least one further fluid drawn in via the suction bore in the mixing space via the inlet bore and via the channel into the mixing chamber.
  • the fluid flowing over the inflow bore enters the at least one channel, which has a smaller cross section than the inlet flow bore. This reduces the flow of fluid and increases its flow rate.
  • the at least one channel leads to the mixing chamber, into which also opens at least one Ansaug ⁇ bore.
  • the fluid flowing through the mixing chamber causes a negative pressure, which allows the suction of a further at least one fluid. For example, if the two fluids are water and air, the volume of the water increases. If the flow rate limiter is used in a washbasin fitting, the washing comfort is maintained despite the reduced amount of water.
  • the flow rate limiter according to the invention consists of only two parts bolted together and has no moving components. As a result, it is mechanically stable and requires no maintenance.
  • the at least one opening into the mixing chamber suction bore is formed in the wall of the housing. If the housing of the flow rate limiter is unsuitable for the intake bore for assembly reasons, the at least one intake bore opening into the mixing chamber may alternatively be formed in the wall of the insert. In this case, the axis of the at least one intake bore opening into the mixing chamber ideally coincides substantially with the axis of rotation.
  • the liquid fluid which may possibly penetrate from the mixing chamber into the suction bore can flow off again into the mixing chamber without reaching the outer surface of the housing.
  • the insert in the housing can be adjusted along the axis of rotation of the flow volume limiter.
  • the insert has at the end face opposite the inflow bore a recess for receiving a tool for this purpose Displacement parallel to the axis of rotation. If this recess is slit-shaped, the insert in the housing can be rotated in a simple manner-for example with a coin-and thus the cross-sections of the at least one channel and of the mixing chamber can be changed. This change in cross section causes a flow change of the fluid.
  • the mixing chamber has a meandering structure.
  • the flowing fluid undergoes repeated flow acceleration with subsequent reduction of the flow velocity corresponding to a cycloidal space curve. This promotes increased mixing with the at least one fluid suctioned via the at least one suction bore.
  • the mixing space has at least one bulge. In this area, there is an additional change in the flow velocity and flow direction of the at least one fluid, so that the mixing with the at least one further fluid is promoted.
  • the mixing space has at least one constriction, then at this point the fluid is again compressed and then expanded, so that there is an optimized turbulence of the fluid. This in turn favors optimal mixing of the fluids.
  • the inflow bore is funnel-shaped.
  • the fluid flowing through the funnel is set in rotation, for example in the form of a cycloidal space curve, and swirls into the channels leading to the mixing space.
  • the thus increased flow rate causes an increased intake of at least one other fluid.
  • the outlet opening of the mixing chamber is formed as an annular gap.
  • at least two mixing chambers can be provided in the insert, the outlet openings of which have a circular cross section.
  • the flow rate limiter according to the invention for mixing water as the first and air as the second fluid.
  • the flow rate limiter is preferably used in a washbasin fitting.
  • FIG. 1 shows a basic quantity limit in a schematic plan view
  • FIG. 2 shows the flow rate limiter of FIG. 1 in a section along the line I - 1 of FIG. 1,
  • FIG. 4 to 8 show further embodiments of a flow rate limiter according to the invention, each in a section corresponding to FIG. 1, FIG.
  • FIG. 10 shows the flow rate limiter from FIG. 8 installed in an alternative receptacle for mounting on a washbasin fitting
  • FIG. 15 shows a further embodiment of the flow rate limiter according to the invention.
  • the flow rate limiter 1 shown in FIGS. 1, 2 and 3 is used for example in sink fittings for water reduction. He replaces the commercial sieves or aerators.
  • the flow rate limiter 1 consists of a housing 2 and an insert 4 which can be screwed into a threaded portion 3 of the housing 2.
  • the insert 4 has a flow axis 5 concentric with the axis of rotation ⁇ , through which the water flows. From this executed as a blind hole inflow bore 5 lead four channels 6 axially to a mixing chamber 7. The total cross section of the four channels 6 is due to flow reasons lower than the cross section of the inflow 5. Da ⁇ by the flow of water is reduced and increases its flow velocity.
  • the channels 6, starting from the inflow bore 5 do not run horizontally but are inclined upwards in order to reduce the flow rate of the fluid in this region.
  • the mixing chamber 7 is formed by an inner circumferential surface 8 of the housing 2 and an outer circumferential surface 9 of the insert 4.
  • the water enters the mixing chamber 7 via the channels 6.
  • the housing 2 has four opening into the mixing chamber 7 intake holes 10 through which air is sucked.
  • the mixing of the air takes place through the formation of negative pressure in the mixing chamber 7 due to the high flow velocity of the water through the mixing chamber 7.
  • the mixing chamber-side mouth of the suction bore 10 is deeper than the mouth on the outer surface of the housing 2. Due to the inclination may possibly in the Suction hole 10 incoming water back into the mixing chamber 7 flow back.
  • the water is enriched in the mixing chamber 7 with the intake air, which leads to an increase in volume of the leaking water from the valve. As a result, the comfort of use remains despite reduced amount of water.
  • the insert 4 has, for example, a slot-shaped recess 11 on its underside.
  • an attached in the recess 11 coin is moved by turning the insert 4, this within the housing 2 upwards or downwards.
  • the cross-sections of the channels 6 and of the mixing space 7 are reduced or enlarged.
  • These cross-sectional changes in turn cause different flow rates of water.
  • the stepless adjustment range of this embodiment of the invention is between 0 and 6 liters of water / minute.
  • a liquid throughput of 50 liters / second is possible. This greatly enlarged flow limiter is used for the treatment of manure.
  • the housing 2 remains on the sink fitting and only the insert 4 is unscrewed. Thus, no special tool for disassembly is necessary and optical impairments of Armatur ⁇ surface by improper use of pliers, etc. are avoided.
  • the shape of the insert 4 is chosen so that when the water supply is interrupted, a complete emptying of the flow rate limiter 1 is ensured. This contamination and deposits in the channels 6 and in the mixing chamber 7 are avoided. By silvering the insert 4, the nucleation is further reduced.
  • FIGS. 4 to 8 represent further variants of the invention.
  • the flow rate limiter 1 shown in FIG. 4 has a multiply curved mixing space 7. This causes a longer residence time of the water in the mixing chamber 7 and thus an increased intake of air in comparison to the embodiment shown in FIG.
  • the mixing chamber 7 is meander-shaped.
  • the flowing water undergoes repeated flow acceleration with subsequent reduction of the flow velocity corresponding to a cycloidal space curve.
  • the air intake takes place via a suction bore 10 which is provided in the slot-shaped recess 11 of the insert 4 and whose branches 12 merge into the meandering mixing space 7.
  • the mixing chamber 7 can be provided with additional bulges 13.
  • the mixing chamber 7, as shown in FIG. 7, furthermore has a constriction 14. At this point, the water is compressed again and then expanded, so that there is an optimized turbulence of the water here. Ideally, the mouths of the air intake holes 10 in that area of the mixing chamber 7, in which the expansion of the water takes place, in turn, to ensure maximum absorption of air.
  • the flow rate limiter 1 according to FIG. 8 is characterized by a funnel-shaped inflow opening 5.
  • the water flowing through the funnel is rotated and already swirled into the channels leading to the mixing chamber 7. Investigations have shown that due to the specially shaped inflow 5 of the oxygen content of the effluent water is significantly increased compared to conventional devices.
  • Fig. 9 shows a flow restrictor 1 according to FIG. 8, wherein this is mounted by means of a receiving sleeve 15, for example, to a sink fitting.
  • the flow rate limiter is inserted into the receiving sleeve 15, so that a step 16 in the rotationally symmetrical housing 2 in the receiving sleeve 15 comes to rest.
  • a seal (not shown) is provided at the support point to prevent leakage of water between the housing 2 and receiving sleeve 15.
  • On the inlet ⁇ side facing the receiving sleeve 15 advantageously has a standard internal thread 17, with which the receiving sleeve 15 is screwed to the sink fitting.
  • the housing 2 of the flow rate limiter 1 On the outlet side, the housing 2 of the flow rate limiter 1 has a smaller diameter in the region of the suction bore 10, so that a gap 18 is formed between receiving sleeve 15 and housing 2. Through this gap 18 air passes to the suction hole 10 and further into the mixing chamber. 7
  • FIG. 10 shows an alternative attachment method for the flow rate limiter 1 according to the invention.
  • the receiving sleeve 15 has here, in contrast to the above embodiment, for example, a standardized external thread 19.
  • the further embodiment of the invention shown in FIG. 11 has a recess 20 in the region of the inlet opening 5. This is annular.
  • the recess 20 serves to receive magnetic material. Investigations have shown that magnetic fields have a positive influence on limescale deposits in pipes and fittings carrying water. The use of magnets can therefore reduce possible lime deposits in the flow restrictor 1.
  • FIGS. 12 to 14 show further embodiments of the recess 20.
  • the recess 20 is located either in the immediate vicinity of the outlet openings of the channels 6 or in the region of the mixing chamber 7.
  • the recess 20 can also be designed in the form of two or more bores. which are arranged symmetrically about the axis of rotation ⁇ .
  • the position of the recesses 20 can also be realized in the housing 2. It is understood that the recesses can be arranged in the Vorrich ⁇ device in various ways. Likewise, combinations of the embodiments described above, as shown by way of example in FIG. 14, can be realized. Likewise, the absence of mung 20 be formed so that a plurality of magnets can be inserted next to each other or into each other ge inserted into the recess 20.
  • FIG. 15 shows a further variant of the flow rate limiter 1 according to the invention.
  • 2 to 8 channels 6 adjoin a funnel-shaped inlet 5, these having, in contrast to the preceding embodiments, additional bulges 13 and constrictions 14.
  • This special shape of the channels 6 is achieved in that the insert 4 is screwed into the housing 2 via a threaded 3.
  • a seal 21 for example, a rubber or silicone seal, the insert 4 is sealed relative to the housing 2.
  • the housing 2 has in the immediate vicinity of the mixing chambers 7 a twisting 22, is sucked through the air and guided through air intake holes 10 in the mixing chambers 7
  • the water Due to these changes in the diameter of the channels, the water is additionally compressed and expanded, accelerated and decelerated. Investigations by the inventor have shown that due to these forced directional and speed changes, the water shows an increased readiness to absorb air or oxygen.
  • FIG. 16 shows the flow rate limiter 1 from FIG. 15 in an outlet-side view.
  • the air-water mixture does not flow through an annular outlet opening, as shown above, but via nozzle-like outlet openings, which correspond to the cross-section of the mixing chambers 7.
  • Such outlet openings are the laundry comfort particularly beneficial and are characterized by special economy in water consumption.
  • the flow rate limiter 1 described in FIG. 15 additionally includes the magnetic material recesses 20 already discussed above.
  • the use of the recesses is not limited to the inclusion of magnetic material.
  • the inclusion of mineral or organic material such as semi-precious stones, Schuessler salts or Bach flower essences may be provided for therapeutic purposes. Combinations of the different materials are also possible.
  • the number of channels and the suction holes can vary, moreover, the mixing chamber can be shaped in many different ways, without departing from the inventive concept.
  • the erfmdungssiee flow rate limiter can be made of metal, plastic, ceramic or other suitable materials.
  • the insert is not limited to the sanitary area.
  • the device is for controlling flow rates for each liquid or gaseous fluid. suitable, which is mixed with another, preferably gaseous fluid.
  • the inventive flow restrictor in the coolant supply has recently been tested in metalworking machine tools.

Abstract

Durchflussmengenbegrenzer (1), der ein Gehäuse (2) und einen in das Gehäuse (2) einschraubbaren, rotationssymmetrischen Einsatz (4) umfasst, wobei eine äußere Mantelfläche (9) des Einsatzes (4) im eingeschraubten Zustand mit einer inneren Mantelfläche (8) des Gehäuses (2) einen Mischraum (7) bildet, wobei zumindest eine in den Mischraum (7) mündende Ansaugbohrung (10) vorgesehen ist, der Einsatz (4) zumindest eine mit der Rotationsachse (Ϝ) des Einsatzes (4) zusammenfallende Einströmbohrung (5) für zumindest ein Fluidum aufweist, zumindest ein Kanal (6) die zumindest eine Einströmbohrung (5) mit den Mischraum (7) verbindet, und bei Einströmen des Fluidums über die Einströmbohrung (5) und über den Kanal (6) in den Mischraum (7) das Fluidum mit zumindest einem weiteren über die Ansaugbohrung (10) angesaugten Fluidum im Mischraum (7) vermischt ist.

Description

DURCHFLUSSMENGENBEGRENZER
Die Erfindung betrifft einen Durchflussmengenbegrenzer, der ein Gehäuse und einen in das Gehäuse einschraubbaren, rotationssymmetrischen Einsatz umfasst.
Ein Durchflussmengenbegrenzer der eingangs erwähnten Art ist beispielsweise der WO 94/20219 zu entnehmen. Der offenbarte Wasserstrahlregler und Durchflussbegrenzer für Sanitärarmaturen weist eine in einem Gehäuse untergebrachten wasserstrahlzerteilenden Einrichtung auf, wobei eine Drosselplatte eine Vordrosselung der Wassermenge übernimmt und die Feinregulierung von einer Drosseleinrichtung in einer Zylinderlochplatte übernom¬ men wird und auch während des Betriebes einregulierbar ist.
Die DE 36 04267 Al offenbart eine Drossel-, Dosier- und Mischeinrichtung, wobei innerhalb eines zylindrischen Gehäuses mit Anschlüssen für Zu- und Ablaufleitungen ein beweglicher Düsenkolben in Verbindung mit der Düsenstange durch Schubbewegungen die Durchlauf¬ menge des beförderten Mediums bei unterschiedlichem Pumpeneinsatz konstant beibehält.
Die US 2,941,729 betrifft eine Schlauchtülle, wobei über einen verdrehbaren Einsatz im Inneren der Tülle Wasser und Luft vermischt werden.
Die DE 11 07607 B offenbart eine Vorrichtung zum Belüften von unter Druck aus einer Entnahmestelle austretendem Wasser, insbesondere bei Hauswasserleitungen, bei der an der Wasserentnahmestelle unterhalb einer gelochten Querwand die Außenluft frei zutritt und ein Siebkörper angeordnet ist.
In der US 5,143,295 A wird eine Vorrichtung mit einer Verwirbelungskammer offenbart, wobei Luft angesaugt wird.
Nachteilig an diesen Durchflussmengenbegrenzern ist deren komplizierter mechanischer Aufbau sowie deren geringe Vermischungsrate zweier oder mehrerer Fluida.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Durchflussmengenbegrenzer zu schaffen, der einen mechanisch einfachen und stabilen Aufbau aufweist.
Diese Aufgabe wird durch einen Durchflussmengenbegrenzer der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine äußere Mantelfläche des Einsatzes im einge¬ schraubten Zustand mit einer inneren Mantelfläche des Gehäuses einen Mischraum bildet, wobei zumindest eine in den Mischraum mündende Ansaugbohrung vorgesehen ist, der Einsatz an einer Stirnfläche zumindest eine mit der Rotationsachse des Einsatzes zusammen¬ fallende Einströmbohrung für zumindest ein Fluidum aufweist, zumindest ein Kanal die zumindest eine Einströmbohrung mit den Mischraum verbindet, und bei Einströmen des Fluidums über die Einströmbohrung und über den Kanal in den Mischraum das Fluidum mit zumindest einem weiteren über die Ansaugbohrung angesaugten Fluidum im Misch¬ raum, verwirbelt und vermischt ist.
Das über die Einströmbohrung strömende Fluidum tritt in den zumindest einen Kanal, der über einen geringeren Querschnitt als die Eintrittsströmbohrung verfügt. Dadurch wird der Durchfluss des Fluidums verringert und seine Strömungsgeschwindigkeit erhöht. Der zumindest eine Kanal führt zu dem Mischraum, in den zudem die zumindest eine Ansaug¬ bohrung mündet. Das durch den Mischraum strömende Fluidum verursacht einen Unter¬ druck, der die Ansaugung eines weiteren zumindest einen Fluidums erlaubt. Sind beispiels¬ weise die beiden Fluida Wasser und Luft, so erfolgt eine Volumsvergrößerung des Wassers. Wird der Durchflussmengenbegrenzer in einer Waschbeckenarmatur eingesetzt, so bleibt trotz verringerter Wassermenge der Waschkomfort erhalten.
Der erfindungsgemäße Durchflussmengenbegrenzer besteht aus lediglich zwei miteinander verschraubten Teilen und weist keinerlei bewegte Bestandteile auf. Dadurch ist er mecha¬ nisch stabil und benötigt keinerlei Wartung.
In einer bevorzugten, leicht zu fertigenden Variante der Erfindung ist die zumindest eine in den Mischraum mündende Ansaugbohrung in der Wandung des Gehäuses ausgebildet. Wenn das Gehäuse des Durchflussmengenbegrenzers aus Montagegründen für die Ansaug¬ bohrung ungeeignet ist, kann als Alternative die zumindest eine in den Mischraum mün¬ dende Ansaugbohrung in der Wandung des Einsatzes ausgebildet sein. In diesem Fall fällt idealerweise die Achse der zumindest einen in den Mischraum mündenden Ansaugbohrung im Wesentlichen mit der Rotationsachse zusammen.
Ist die zumindest eine Ansaugbohrung zu der Rotationsachse geneigt ausgeführt, kann das eventuell von dem Mischraum in die Ansaugbohrung eindringende flüssige Fluidum wieder in den Mischraum abfließen, ohne an die Gehäuseaußenfläche zu gelangen.
Um den Durchfluss des Fluidums regulieren zu können, ist bei einer bevorzugten Ausfüh¬ rung der Erfindung der Einsatz im Gehäuse entlang der Rotationsachse des Durchflussmen¬ genbegrenzers verstellbar. Idealerweise weist dazu der Einsatz an der der Einströmbohrung gegenüberliegenden Stirnfläche eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Werkzeuges zur Verschiebung parallel zu der Rotationsachse auf. Ist diese Ausnehmung schlitzförmig ausgeführt, so kann auf einfache Weise - beispielsweise mit einer Münze - der Einsatz im Gehäuse verdreht und somit die Querschnitte des zumindest einen Kanals sowie des Misch¬ raumes verändert werden. Diese Querschnittsänderung bewirkt eine Durchflussänderung des Fluidums.
Versuche haben gezeigt, dass mit dem erfindungsgemäßen Durchflussmengenbegrenzer eine erhöhte Vermischungsrate erzielt wird, wenn der Einsatz an einer Stirnfläche mehrere im rechten Winkel oder geneigt zu der Rotationsachse verlaufende Kanäle aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Mischraum eine mäanderför- mige Struktur auf. Dadurch widerfährt dem durchströmenden Fluidum eine wiederholte Fließbeschleunigung mit nachfolgender Reduktion der Strömungsgeschwindigkeit entspre¬ chend einer zykloiden Raumkurve. Dies begünstigt eine erhöhte Vermischung mit dem zumindest einen über die zumindest eine Ansaugbohrung angesaugten Fluidum.
C
In einer anderen Variante weist der Mischraum zumindest eine Ausbuchtung auf. In diesem Bereich erfolgt eine zusätzliche Änderung der Strömungsgeschwindigkeit und Strömungs¬ richtung des zumindest einen Fluidums, so dass die Vermischung mit dem zumindest einem weiteren Fluidum gefördert wird.
Weist der Mischraum zumindest eine Verengung auf, so wird an dieser Stelle das Fluidum nochmals komprimiert und danach expandiert, so dass hier eine optimierte Verwirbelung des Fluidums besteht. Dies begünstigt wiederum eine optimale Vermischung der Fluida.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Einströmbohrung trichterförmig ausgebildet. Das durch den Trichter strömende Fluidum wird in Rotation versetzt, beispielsweise in Form einer zykloiden Raumkurve, und gelangt verwirbelt in die zu dem Mischraum führenden Kanäle. Die dadurch nochmals erhöhte Strömungsgeschwindigkeit bewirkt eine verstärkte Ansaugung des zumindest einen weiteren Fluidums.
In einer weiteren bevorzugten Variante ist die Auslassöffnung des Mischraums als Ringspalt ausgebildet. Alternativ dazu können in dem Einsatz zumindest zwei Mischräume vorgese¬ hen sein, deren Auslassöffnungen einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
Besonders geeignet ist der erfindungsgemäße Durchflussmengenbegrenzer zur Vermischung von Wasser als erstes und Luft als zweites Fluidum. Dabei wird der Durchflussmengen¬ begrenzer bevorzugt in einer Waschbeckenarmatur verwendet. Im Folgenden wird die Erfindung anhand einiger nicht-einschränkender Ausfuhrttngsbei- spiele erläutert, welche in den Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen schematisch:
Fig.1 einen DurcMbissmengenbegrenzex in einer schemaüschen Draufsicht,
Fig. 2 den Durchflussmengenbegrenzer von Fig. 1 in einem Schnitt nach der Linie I - 1 der Fig. 1,
Fig.3 den Duichflussmengenbegrenzer von Fig.1 in einer Ansicht von unten,
Fig.4 bis Fig.8 weitere Ausführungsfof men eines erfindungsgemäßen Durchflussmen- genbegrenzers jeweils in einem Schnitt entsprechend der Fig. 1,
Fig.9: den Durchflussmengenbegrenzer aus Fig.8 eingebaut in einet Aufnahme zur Montage an einer Waschbeckenarmatur
Fig. 10: den Durchflussmengenbegrenzer aus Fig. 8 eingebaut in einer alternativen Auf¬ nahme zur Montage an einer Waschbeckenarmatur
Fig. 11 bis 14: den Durchflussmengenbegrenzer aus Fig. 8 mit zusätzlichen Ausneh¬ mungen
Fig. 15: eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäjßen Durchflussmengen- begrenzers
Fig. 16: den Durchflussmengenbegrenzer aus Fig.15 in einer Ansicht XVI,
Fig. 17 bis 18: den Durchflussmengenbegrenzer aus Fig. 15 mit zusätzlichen Ausneh¬ mungen
Der in Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Durchflussmengenbegrenzer 1 wird beispielsweise in Waschbeckenarmaturen zur Wasserreduktion eingesetzt. Er ersetzt dabei die handelsübli¬ chen Siebe oder Perlatoren.
Der Durchflussmengenbegrenzer 1 besteht aus einem Gehäuse 2 und einem in ein Gewin¬ de 3 des Gehäuses 2 einschraubbaren Einsatz 4. Der Einsatz 4 weist eine zur Rotationsachse γ konzentrische Einströmbohrung 5 auf, durch die das Wasser einströmt. Von dieser als Sackloch ausgeführten Einströmbohrung 5 führen vier Kanäle 6 axial zu einem Mischraum 7. Der Gesamtquerschnitt der vier Kanäle 6 ist aus strömungstechnischen Gründen geringer als der Querschnitt der Einströmbohrung 5. Da¬ durch wird der Durchfluss des Wassers reduziert und seine Strömungsgeschwindigkeit erhöht. In dieser Ausführung der Erfindung verlaufen die Kanäle 6 von der Einströmboh¬ rung 5 ausgehend nicht horizontal, sondern nach oben geneigt, um die Fließgeschwindigkeit des Fluidums in diesem Bereich zu verringern.
Der Mischraum 7 wird durch eine innere Mantelfläche 8 des Gehäuses 2 und eine äußere Mantelfläche 9 des Einsatzes 4 gebildet. Das Wasser tritt über die Kanäle 6 in den Misch¬ raum 7 ein.
Das Gehäuse 2 weist vier in den Mischraum 7 mündende Ansaugbohrungen 10 auf, über welche Luft angesaugt wird. Die Ansaugung der Luft erfolgt durch die Ausbildung von Unterdruck in dem Mischraum 7 aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit des Wassers durch den Mischraum 7. Die mischraumseitige Mündung der Ansaugbohrung 10 liegt dabei tiefer als die Mündung am Außenmantel des Gehäuses 2. Durch die Neigung kann eventuell in die Ansaugbohrung 10 eintretendes Wasser wieder in den Mischraum 7 zurückfließen.
Das Wasser wird im Mischraum 7 mit der angesaugten Luft angereichert, was zu einer Volumsvergrößerung des aus der Armatur austretenden Wassers führt. Dadurch bleibt der Benützungskomfort trotz reduzierter Wassermenge erhalten.
Die Einstellung der gewünschten Wassermenge erfolgt über die Veränderung der Position des Einsatzes 4 in Bezug auf das Gehäuse 2. Der Einsatz 4 weist beispielsweise eine schlitz¬ förmige Ausnehmung 11 an seiner Unterseite auf. Mithilfe einer in der Ausnehmung 11 angesetzten Münze wird durch Verdrehen des Einsatzes 4 dieser innerhalb des Gehäuses 2 aufwärts oder abwärts bewegt. Dadurch verringern oder vergrößern sich die Querschnitte der Kanäle 6 sowie jener des Mischraums 7. Diese Querschnittsänderungen bedingen wie¬ derum unterschiedliche Durchflussmengen an Wasser. Der stufenlose Einstellbereich dieser Ausführung der Erfindung liegt zwischen 0 und 6 Liter Wasser/ Minute. Bei einer besonde¬ ren Ausführung der Erfindung ist ein Flüssigkeitsdurchsatz von 50 Liter/Sekunde möglich. Dieser in seinen Dimensionen stark vergrößerte Durchflussmengenbegrenzer wird zur Aufbereitung von Gülle eingesetzt. Um das Reinigen des Dmchflussmengeribegrenzers 1 zu erleichtern, verbleibt das Gehäuse 2 an der Waschbeckenarmatur und lediglich der Einsatz 4 wird abgeschraubt. Somit ist kein Spezialwerkzeug zur Demontage notwendig und optische Beeinträchtigungen der Armatur¬ oberfläche durch unsachgemäßen Einsatz von Zangen usw. werden vermieden.
Die Form des Einsatzes 4 ist so gewählt, dass bei unterbrochener Wasserzufuhr eine voll¬ ständige Entleerung des Durchflussmengenbegrenzers 1 gewährleistet ist. Damit werden Verunreinigungen und Ablagerungen in den Kanälen 6 und im Mischraum 7 vermieden. Durch Versilbern des Einsatzes 4 wird die Keimbildung weiter reduziert.
Die Figuren 4 bis 8 stellen weitere Varianten der Erfindung dar.
Der in Fig.4 dargestellte Durchflussmengenbegrenzer 1 weist einen mehrfach gekrümmten Mischraum 7 auf. Dies bewirkt eine höhere Verweildauer des Wassers im Mischraum 7 und damit eine verstärkte Aufnahme an Luft in Vergleich zu der in Fig. 1 dargestellten Ausfüh¬ rungsform..
Bei der in Fig.5 dargestellten Variante ist der Mischraum 7 mäanderförmig ausgebildet. Dadurch widerfährt dem durchströmenden Wasser eine wiederholte Fließbeschleunigung mit nachfolgender Reduktion der Strömungsgeschwindigkeit entsprechend einer zykloiden Raumkurve. Dies begünstigt eine erhöhte Aufnahme an Luft. Die Luftansaugung erfolgt in diesem Beispiel über eine in der schlitzförmigen Ausnehmung 11 des Einsatzes 4 angebrach¬ te Ansaugbohrung 10, deren Verzeigungen 12 in den mäanderförmigen Mischraum 7 mün¬ den.
Wie in Fig. 6 und Fig. 7 dargestellt, kann der Mischraum 7 mit zusätzlichen Ausbuchtun¬ gen 13 versehen sein. Durch die zusätzliche Verwirbelung des Wassers im Gegenstrom in diesen Bereichen wird eine maximale Aufnahme an Luftvolumen, oder aber auch anderer Gase, wie zum Beispiel CO2 oder reiner Sauerstoff ermöglicht.
Der Mischraum 7, wie in Fig. 7 dargestellt, weist des Weiteren noch eine Verengung 14 auf. An dieser Stelle wird das Wasser nochmals komprimiert und danach expandiert, so dass hier eine optimierte Verwirbelung des Wassers besteht. Im Idealfall liegen die Mündungen der Luftansaugbohrungen 10 in jenem Bereich des Mischraums 7, in welchem die Expansion des Wassers erfolgt, um wiederum eine maximale Aufnahme an Luft zu gewährleisten.
Der Durchflussmengenbegrenzer 1 gemäß Fig. 8 ist durch eine trichterförmige Einströmöff¬ nung 5 gekennzeichnet. Das durch den Trichter strömende Wasser wird in Rotation versetzt und gelangt bereits verwirbelt in die zur Mischkammer 7 führenden Kanäle 6. Untersuchun¬ gen haben gezeigt, dass aufgrund der speziell geformten Einströmöffnung 5 der Sauerstoff¬ gehalt des ausströmenden Wassers deutlich erhöht wird im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen.
Fig. 9 zeigt einen Durchflussmengenbegrenzer 1 gemäß Fig. 8, wobei dieser mit Hilfe einer Aufnahmehülse 15 beispielsweise an einer Waschbeckenarmatur montiert wird. Hierzu wird der Durchflussmengenbegrenzer in die Aufnahmehülse 15 gesteckt, södass eine Stufe 16 im rotationssymmetrischen Gehäuse 2 in der Aufnahmehülse 15 zur Auflage kommt. Idealer¬ weise ist an der Auflagestelle eine Dichtung (nicht dargestellt) vorgesehen, um ein Austreten von Wasser zwischen Gehäuse 2 und Aufnahmehülse 15 zu vermeiden. Auf der dem Ein- lass δ zugewandten Seite weist die Aufnahmehülse 15 vorteilhafterweise ein genormtes Innengewinde 17 auf, mit welchem die Aufnahmehülse 15 an die Waschbeckenarmatur geschraubt wird. Auf der Auslassseite weist das Gehäuse 2 des Durchflussmengenbegren- zers 1 im Bereich der Ansaugbohrung 10 einen geringeren Durchmesser auf, sodass zwi¬ schen Aufnahmehülse 15 und Gehäuse 2 ein Spalt 18 gebildet wird. Durch diesen Spalt 18 gelangt Luft zu der Ansaugbohrung 10 und weiter in den Mischraum 7.
In Fig. 10 ist eine alternative Befestigungsmethode für den erfindungsgemäßen Durchfluss¬ mengenbegrenzer 1 dargestellt. Die Aufnahmehülse 15 weist hier im Gegensatz zur obigen Ausführungsform ein beispielsweise genormtes Außengewinde 19 auf.
Die in Fig. 11 dargestellte weitere Ausführung der Erfindung weist im Bereich der Einlass¬ öffnung 5 eine Ausnehmung 20 auf. Diese ist ringförmig ausgebildet. Die Ausnehmung 20 dient zur Aufnahme magnetischen Materials. Untersuchungen haben gezeigt, dass magneti¬ sche Felder Kalkablagerungen in Wasser führenden Leitungen und Armaturen positiv beeinflussen. Der Einsatz von Magneten kann daher mögliche Kalkablagerungen in dem Durchflussmengenbegrenzer 1 reduzieren.
Die Fig. 12 bis 14 zeigen weitere Ausführungsformen der Ausnehmung 20. Die Ausneh¬ mung 20 befindet sich entweder in unmittelbarer Nähe der Austrittsöffnungen der Kanäle 6 oder im Bereich der Mischkammer 7. Die Ausnehmung 20 kann auch in Form zwei oder mehr Bohrungen ausgeführt sein, die symmetrisch um die Rotationsachse γ angeordnet sind.
Des Weiteren kann die Position der Ausnehmungen 20 auch in dem Gehäuse 2 realisiert sein. Es versteht sich, dass die Ausnehmungen auf unterschiedlichste Weise in der Vorrich¬ tung angeordnet sein können. Ebenso sind Kombinationen der oben beschriebenen Ausfüh¬ rungsformen, wie beispielhaft in der Fig. 14 gezeigt, realisierbar. Ebenso kann die Ausneh- mung 20 so ausgebildet sein, dass mehrerer Magnete nebeneinander oder ineinander ge¬ steckt in die Ausnehmung 20 eingebracht werden können.
In Fig. 15 ist eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Durchflussmengenbegrenzers 1 dargestellt. An einen trichterförmigen Einlass 5 schließen je nach Ausführungsform 2 bis 8 Kanäle 6 an, wobei diese im Gegensatz zu den vorangegangen Ausführungen zusätzliche Ausbuchtungen 13 und Einschnürungen 14 aufweisen. Diese spezielle Ausformung der Kanäle 6 wird dadurch erzielt, dass der Einsatz 4 über ein Gewinde-3 in das Gehäuse 2 eingeschraubt wird. Mit einer Dichtung 21, beispielsweise einer Gummi- oder Silikondich- tung, wird der Einsatz 4 gegenüber dem Gehäuse 2 abgedichtet. Das Gehäuse 2 weist in unmittelbarer Nähe der Mischkammern 7 eine Abdrehung 22 auf, über die Luft angesaugt und über Luftansaugbohrungen 10 in die Mischkammern 7 geführt wird
Aufgrund dieser Änderungen im Durchmesser der Kanäle wird das Wasser zusätzlich komprimiert und expandiert, beschleunigt und verzögert. Untersuchungen des Erfinders haben gezeigt, dass aufgrund dieser erzwungen Richtungs- und Geschwindigkeitsänderun¬ gen das Wasser eine erhöhte Bereitschaft zur Aufnahme von Luft bzw. Sauerstoff zeigt.
Fig. 16 zeigt den Durchflussmengenbegrenzer 1 aus der Fig. 15 in einer auslassseitigen Ansicht. Bei dieser Ausführungsform fließt das Luft-Wasser-Gemisch nicht wie oben gezeigt durch eine ringförmige Auslassöffnung, sondern über düsenartige Auslassöffnungen, die dem Querschnitt der Mischkammern 7 entsprechen. Derartige Auslassöffnungen sind dem Waschkomfort besonders zuträglich und zeichnen sich durch besondere Sparsamkeit im Wasserverbrauch aus.
In den Fig. 17 und 18 weist der in der Fig. 15 beschriebene Durchflussmengenbegrenzer 1 zusätzlich die bereits oben diskutierten Ausnehmungen 20 für magnetisches Material auf.
Die Verwendung der Ausnehmungen ist nicht auf die Aufnahme von magnetischem Material beschränkt. Ebenso kann die Aufnahme von mineralischem oder organischem Material, wie beispielsweise Halbedelsteinen, Schüssler-Salzen oder Bachblütenessenzen zu therapeutischen Zwecken vorgesehen sein. Kombinationen aus den unterschiedlichen Materialien sind ebenfalls möglich.
Ebenso können Anzahl der Kanäle und der Ansaugbohrungen variieren, zudem kann der Mischraum auf unterschiedlichste Art geformt sein, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. Der erfmdungsgemäße Durchflussmengenbegrenzer kann aus Metall, Kunststoff, Keramik oder anderen geeigneten Materialien gefertigt sein. Der Einsatz ist nicht auf den Sanitärbe¬ reich beschränkt. Grundsätzlich ist die Vorrichtung zum Regeln von Durchflussmengen für jedes flüssige oder gasförmige Fluidum. geeignet, das mit einem weiteren, vorzugsweise gasförmigen Fluidum vermischt wird. So wurde kürzlich der Einsatz des erfindungsgemä- ßen Durchflussmengeribegrenzers in der Kühknittelzufuhr bei metallbearbeitenden Werk¬ zeugmaschinen getestet.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Durchflussmengenbegrenzer (1), der ein Gehäuse (2) und einen in. das Gehäuse (2) einschraubbaren, rotationssymmetrischen Einsatz (4) umf asst,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine äußere Mantelfläche (9) des Einsatzes (4) im eingeschraubten Zustand mit einer inneren Mantelfläche (8) des Gehäuses (2) einen Mischraum (7) bildet, wobei zumindest eine in den Mischraum. (7) mündende Ansaugbohrung (10) vorgesehen ist,
der Einsatz (4) zumindest eine mit der Rotationsachse (γ) des Einsatzes (4) zusammenfallen¬ de Einströmbohrung (5) für zumindest ein Fluidum aufweist,
zumindest ein Kanal (6) die zumindest eine Einströmbohrung (5) mit den Mischraum (7) verbindet,
und bei Einströmen des Fluidums über die Einströmbohrung (5) und über den Kanal (6) in den Mischraum (7) das Fluidum mit zumindest einem weiteren über die Ansaugboh¬ rung (10) angesaugten Fluidum im Mischraum (7) vermischt ist.
2. Durchflussmengenbegrenzer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine in den Mischraum (7) mündende Ansaugbohrung (10) in der Wandung des Gehäuses (2) ausgebildet ist.
3. Durchflussmengenbegrenzer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine in den Mischraum mündende Ansaugbohrung (10) in der Wandung des Einsatzes (4) ausgebildet ist.
4. Durchflussmengenbegrenzer (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse der zumindest einen in den Mischraum (7) mündenden Ansaugbohrung (10) im Wesentlichen mit der Rotationsachse (γ) zusammenfällt.
5. Durchflussmengenbegrenzer (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Ansaugbohrung (10) zu der Rotationsachse (γ) geneigt ausgeführt ist.
6. Durchflussmengenbegrenzer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Einsatz (4) im Gehäuse (2) entlang der Rotationsachse (γ) verstellbar ist.
7. Durchflussmengenbegrenzer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Einsatz (4) an der der Einströmbohrung (5) gegenüberliegenden Stirnflä¬ che eine Ausnehmung (11) zur Aufnahme eines Werkzeuges zur Höhenverstellung aufweist.
8. Durchflussmengenbegrenzer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis ~7, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass in dem Einsatz (4) an einer Stirnfläche mehrere im rechten Winkel oder geneigt zu der Rotationsachse (γ) verlaufende Kanäle (6) ausgebildet sind.
9. Durchflussmengenbegrenzer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Mischraum (7) eine mäanderförmige Struktur aufweist.
10. Durchflussmengenbegrenzer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Mischraum (7) zumindest eine Ausbuchtung (13) aufweist.
11. Durchflussmengenbegrenzer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Mischraum (7) zumindest eine Verengung (14) aufweist.
12. Durchflussmengenbegrenzer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Einströmbohrung (5) trichterförmig ausgebildet ist.
13. Durchflussmengenbegrenzer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Auslassöffnung des Mischraums (7) als Ringspalt ausgebildet ist.
14. Durchflussmengenbegrenzer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass zumindest zwei Mischräume (7) in dem Einsatz (4) vorgesehen sind, wobei die Auslassöffnungen der Mischräume (7) einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
15. Durchflussmengenbegrenzer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass Ausnehmungen (20) zur Aufnahme von magnetischem, organischem und/ oder mineraüschem Material in dem Gehäuse (2) vorgesehen sind.
16. Verwendung eines Durchflussmengenbegrenzers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Vermischung von Wasser als erstes und Luft als zweites Fluidum.
17. Verwendung eines Dttrchflussmengenbegrenzers (1) nach Anspruch 15 in einer Wasch¬ beckenarmatur.
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