CH645442A5

CH645442A5 - Selbstreinigendes ventil.

Info

Publication number: CH645442A5
Application number: CH110980A
Authority: CH
Inventors: Alfred M Moen
Original assignee: Stanadyne Inc
Priority date: 1979-02-12
Filing date: 1980-02-11
Publication date: 1984-09-28
Also published as: CA1125726A; DE3004970A1; BR8000823A; IL59208A; MX150326A; DE3004970C2; FR2448676A1; GB2042139A; US4305419A; IT1127350B; DK57880A; SE438542B; GB2042139B; DK152621C; BE881683A; SE8000482L; IL59208A0; NL8000687A; AU5520080A; JPS55123066A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein selbstreinigendes Ventil gemäss dem Gattungsbegriff des unabhängigen Patentanspruches 1. Unter der Bezeichnung selbstreinigend wird verstanden, dass das Ventil in der Lage ist, fremde Partikeln, die gelegentlich in der Eingangsöffnung des Ventils stecken bleiben, zu zerkleinern und zu entfernen.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, ein Ventil, z. B. für einen Mischhahn, zu schaffen, das im Betrieb Fremdpartikeln zerkleinern oder entfernen kann. Erfindungsgemäss wird dies durch ein Ventil mit den im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen erreicht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Mischventil nach der Erfindung;

Fg. 2 eine Schnittansicht gemäss der Schnittlinie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen Grundriss des Abschergliedes;

Fig. 4 einen Aufriss des Abschergliedes;

Fig. 5 einen Aufriss eines Teiles des beweglichen Ventilgliedes;

Fig. 6 eine Schnittansicht gemäss der Schnittlinie 6-6 in Fig. 5 ;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform des Ventils;

Fig. 8 einen Längsschnitt durch einen Teil einerweiteren Ausführungsform des Ventils;

Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines Ventils;

Fig. 10 einen Längsschnitt durch eine fünfte Ausführungsform eines Ventils, und

Fig. 11 einen Längsschnitt durch eine sechste Ausführungsform eines Ventils.

In neuerstellten Gebäuden kommt es oft vor, dass in den Wasserleitungen Metallspäne von Gewindeschneidern und erstarrte Tropfen von Löt- oder Schweissmaterial vorhanden sind. Gewöhnlich betätigt der Installateur nach Beendigung der Installationsarbeiten alle Hahnen des Wasserleitungssystems, um sicherzugehen, dass alle ordnungsgemäss funktionieren. Wenn nun in den Leitungen Metallspäne oder Schweissperlen oder andere Fremdkörper wie Steine, Nägel, Holzsplitter und ähnliches vorhanden sind, werden diese sobald das Wasser in den Leitungen fliesst gegen die Hähne geführt. Wenn dann die Hähne geöffnet werden, und üblicherweise geschieht das Öffnen und auch das Schliessen sehr rasch, um sie zu prüfen, können solche Fremdkörper in der Eingangsöffnung des beweglichen Ventilgliedes stecken bleiben. Wenn solches Material in der Eingangsöffnung steckt und wenn das Ventil rasch geöffnet und geschlossen wird, können die Dichtungsorgane des Ventils durch einen solchen Fremdkörper verletzt werden und das Ventil ist nicht mehr dicht, wenn der Hauseigentümer das Wassernetz braucht. Weil üblicherweise Installateure nicht die notwendige Zeit aufwenden, um das Wasserleitungsnetz vollständig durchzuspülen, bevor die Hähne wieder geschlossen werden, kommt es öfters vor, dass Ventile und Hähne nach dem Installieren verletzte Dichtungen aufweisen, so dass sie tropfen, wodurch der Installateur nochmals in das Haus kommen muss, um die Dichtungen und/oder den gesamten Hahnen zu ersetzen.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein selbstreinigendes Ventil, bei dem solche Fremdkörper ausgeschieden werden oder bei dem zumindest solche Fremdkörper nicht in der Weise stecken bleiben können, dass die Dichtung verletzt wird.

Das Mischventil gemäss den Fig. 1 bis 6 hat gewisse Ähnlichkeiten mit dem Ventil gemäss US-PS 3.840.048 und hat auch

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

gewisse Ähnlichkeiten mit dem Ventilaufbau gemäss der US-Patentanmeldung 925.538 vom 19. Juli 1978.

Ein zylindrisches Ventilgehäuse 10 hat einen geschlossenen Boden 12, sowie Warmwasser- und Kaltwassereingänge 14 bzw. 16 und eine Auslassöffnung 17. Innerhalb des Gehäuses 10 befindet sich ein Ventilaufbau, der als Einsatz ausgebildet ist. Der Ventileinsatz umfasst eine Hülse 18 als festen Ventilkörper und ein bewegliches Ventilglied 20.

Die Hülse ist zylindrisch und besitzt einen inneren Hülsenabschnitt 22 mit einem offenen Boden und einen äusseren Hülsenabschnitt 24 mit einer Mehrzahl von Auslassöffnungen 26. Der innere und der äussere Hülsenabschnitt können aus einem Kunststoff bestehen und werden durch eine Schnappverbindung mit nach einwärts gerichteten Vorsprüngen 28 am äusseren Hülsenabschnitt 24 und Verschlussmitteln in Form von nach aussen gerichteten Vorsprüngen 30 und 31 am inneren Hülsenabschnitt 22 zusammengehalten. Die Vorsprünge 31 besitzen eine Ausnehmung, die über einen nach aussen vorstehenden Nocken 34 auf der anliegenden Partie der Aussenseite der Hülse 24 eingreifen. Somit können die beiden Hülsenpartien zusammengeschoben werden, wobei die Ausnehmungen 32 und Nocken 34 eine genaue Einrastung bilden. Nachfolgend wird die Hülse, obwohl sie aus Abschnitten besteht, als einstückige Konstruktion angesprochen, um die Beschreibung zu vereinfachen.

Die Hülse weist einander gegenüberliegende Einlassöffnungen 36 auf, die in Deckung mit den Gehäuseeinlässen 14 und 16 liegen und eine Gummidichtung 38 ist bei jeder Einlassöffnung vorgesehen. Details dieser Dichtung sind in der oben genannten US-PS 3.840.048 beschrieben. Die Dichtung ist am inneren Abschnitt 22 der Hülse 18 befestigt und hat eine einwärts gerichtete Öffnungsdichtungspartie 40, die mit ihrer Stirnseite an der Aussenwand des auf dem beweglichen Ventilglied sitzenden Kolbens 56 aufliegt und gegenüber diesem eine Abdichtung bewirkt.

Der innere Hülsenabschnitt 22 trägt einen Dichtungsring 42, der in einer Nute 44 gehalten ist und eine Dichtung zwischen der Hülse und dem Gehäuse 12 bildet. In ähnlicher Weise liegt ein Dichtungsring 46 in einer Nute 48 im äusseren Hülsenabschnitt 24 und bildet wiederum eine Dichtung zwischen dem Gehäuse und der Hülse.

Das bewegliche Ventilglied 20 ist sowohl hin und her verschiebbar, wie auch drehbar bezüglich der Hülse 18, um sowohl Menge wie auch Temperatur des Wassers, das durch das Ventil fliesst, einzustellen, wie dies auch schon im oben genannten Patent beschrieben wurde. Das Ventilglied 20 und die Hülse 18 sind ineinander geführt, wie dies bei 50 angedeutet ist und im oben genannten Patent für genaue Ausrichtung von Einlass- und Auslassöffnungen beschrieben wurde. Das Ventilglied 20 trägt einen Dichtungsring 52 in einer Nute 54, welcher Ring eine Dichtung zwischen der Hülse 18 und dem Ventilglied 20 bildet, um ein Austreten von Wasser nach aussen zu verhindern. Am inneren Ende des Ventilgliedes befindet sich der bereits erwähnte Kolben 56, der aus rostfreiem Stahl hergestellt sein kann. Der Kolben 56 hat eine nach innen gerichtete Partie 58, die zwischen einer Schulter 60 und einem Endflansch 62 des Ventilgliedes gehalten ist. Ein Dichtungsring 64 ist in die nach innen gerichtete Partie 58 des Kolbens eingelegt. Der Kolben 56 hat, wie klar in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, voneinander distanzierte Einlassöffnungen 66, die bei der Bewegung des Kolbens zwecks Öffnens des Ventils mit den Einlassöffnungen 36 der Hülse in Deckung gebracht werden können. Die Menge und die Temperatur des austretenden Wassers kann durch Verschieben und Drehen des Ventilgliedes gesteuert werden.

Ein zylindrisches Abscherglied 68 (Fig. 4), z. B. aus rostfreiem Stahl bestehend, ist innerhalb des Kolbens 56 und in flächenhaf-terBerührung mit ihm angeordnet. Durch die Bewegung des Ventilgliedes verschiebt sich die zylindrische Kolbenwand zwischen dem Abscherglied und der inneren Wand des Hülsenab3 645 442

schnitts 22. Das Abscherglied 68 hat Einlassöffnungen 70, die auf die Einlassöffnungen der Hülse 18 ausgerichtet sind, und besitzt einen nach aussen gerichteten Flansch 72 mit dem das Abscherglied an der Hülse befestigt ist. Der Flansch 72 hat Kerben 74, so 5 dass, wenn der Flansch 72 auf die Schulter 76 des inneren Hülsenabschnittes 22 gesetzt ist, sich keine Störung des Eingreifens der Vorsprünge 30,31 ergibt, mit denen die beiden Hülsenabschnitte zusammengehalten sind.

Im Betrieb wird das Ventilglied 20 sowohl gedreht als auch hin-lo und herbewegt, um die Menge und die Temperatur des Wassers einzustellen. Eine Bewegung des Ventilgliedes bewirkt, dass der Kolben zwischen dem Abscherglied 68 und der inneren Wand des unteren Hülsenabschnittes 22 bewegt wird. Jegliche Fremdkörper, die sich in den Einlassöffnungen 66 des Kolbens befinden, 15 werden ausgeschieden, evtl. nach vorhergehender Zerkleinerung, wenn der Stahlkolben sich in der beschriebenen Art bewegt. Die Abscherwirkung der beiden Stahlflächen, die aufeinander gleiten, bewirkt, dass Fremdkörper, die in den Kolbeneinlassöffnungen gefangen sind, entweder auseinandergebro-20 chen, zerstört oder zerkleinert und durch die Öffnungen in der Hülse und im Gehäuse nach aussen gespült werden.

Die restlichen Figuren zeigen die Wirkung des Abschergliedes bei anderen Ventilkonstruktionen. In den Fig. 7 bis 11 sind die Ventile selbst nur schematisch dargestellt, und es wird nur die 25 Anordnung der Abscherglieder und deren Wirkung genauer beschrieben.

In Fig. 7 hat ein Gehäuse 80 eine Einlassöffnung 82 und eine Auslassöffnung 84. Es befindet sich ein Hohlraum 86 innerhalb des Gehäuses und eine Dichtung 88 ist innerhalb des Gehäuses 30 nahe beim Hohlraum und in Verbindung mit der Einlassöffnung 82 angeordnet. Ein bewegliches Ventilglied 90 von zylindrischer Form befindet sich innerhalb des Hohlraumes mit einem nach aussen ragenden Ventilschaft 92, um das Ventilglied zu drehen und damit den Flüssigkeitsfluss durch das Gehäuse zu steuern. 35 Das Ventilglied 90 hat eine Einlassöffnung 94 und eine Auslassöffnung 96, die, wenn sie sich in der dargestellten Lage befinden, einen Flüssigkeitsfluss direkt durch das Gehäuse hindurch gestatten. Ein zylindrisches Abscherglied 98 befindet sich innerhalb des Ventilgliedes 90 in flächenhafter Berührung mit dessen 40 Innenwand. Das Ventilglied und das Abscherglied bestehen vorzugsweise wieder aus rostfreiem Stahl. Das Abscherglied 98 weist an seinem unteren Rand eine Ausnehmung 100 auf, die mit einem Vorsprung 102 innerhalb des Hohlraums zusammenwirkt, derart, dass das Abscherglied drehfest im Gehäuse sitzt. Das 45 Abscherglied hat Öffnungen 104, die in Lageausrichtung mit den Einlass- und Auslassöffnungen des Gehäuses sind und ebenfalls in Lageausrichtung mit den Einlass- und Auslassöffnungen des beweglichen Ventilgliedes sind, wenn sich das Ventil in geöffnetem Zustand befindet. Das Abscherglied arbeitet in der gleichen 50 Weise wie es in den Ausführungsformen gemäss den Fig. 1 bis 6 beschrieben wurde und bewirkt die Eliminierung von gefangenen Partikeln in der Einlassöffnung des beweglichen Ventilgliedes.

Der Aufbau der Ausführungsform gemäss Fig. 8 zeigt eine flache Ausbildung eines Mischventils. Im Gehäuse 106 liegt eine 55 Auslassleitung 107 und Einlassleitungen 108 und 110, die in Öffnungen enden, von denen jede mit einer Dichtung 112 und 114 versehen ist. Die Dichtungen sind in Kontakt mit einem flachen beweglichen Ventilglied 116, dessen Lage mit einem Ventilschaft 118, der sich durch einen Deckel 120 nach aussen 60 erstreckt, einstellbar ist. Drehen und Kippen des Schaftes 118 bewirkt eine Bewegung des Ventilgliedes 116, wodurch die Menge und die Temperatur des Wassers, das durch die Leitungen 108 und 110 einströmt und durch die Leitung 107 ausströmt, einstellbar ist.

65 Ein flaches Abscherglied 122, dessen ebene Partie in flächenhafter Berührung mit derjenigen des Ventilgliedes 116 steht, ist mit einem Paar von Öffnungen 124 und 126 versehen, welche auf die Einlassöffnungen des Gehäuses ausgerichtet sind. Das

645 442 4

Abscherglied 122 hat eine nach oben sich erstreckende Wand angeordnet, dass sie auf die Mündung des Einlasskanals 162 130, die Ausnehmungen aufweist, um die Drehung der sich nach ausrichtbar ist. Ein Abscherglied 180 mit einer ebenen Partie 182 oben erstreckenden Laschen 117 des Ventilgliedes zu gestatten. liegt am Ventilglied 170 auf und hat eine sich nach oben Das Abscherglied ist wiederum gegen Drehung durch Zusam- erstreckende zylindrische Partie 184, die eine entsprechende menwirken von Oberflächen des Gehäuses 106 und des Deckels 5 zylindrische Partie des Ventilgliedes 170 umgibt. Ein Nocken 186 120 gesichert. Wiederum gibt der Aufbau gemäss Fig. 8 ein am Abscherglied erstreckt sich zwecks dessen Drehsicherung in selbstreinigendes Ventil, das Fremdkörper, die in der Einlassöff- eine Bohrung 188 des Gehäuses. Ein bogenförmiger Schlitz 190 nung gefangen sind, zerkleinert oder entfernt, um zu verhindern, im Ventilglied erlaubt dabei dessen Drehung gegenüber dem dass solche Fremdkörper die Dichtungsglieder 112 und 114 Abscherglied.

verletzen oder zerstören. 10 Die flächenhafte Berührung der Metallflächen des Ventilglie-

Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 9 weist ein des und des Abschergliedes bewirken bei deren Relativbewe-

Gehäuse 132 Einlasskanäle 134 und 136, sowie einen Auslasska- gung, dass Partikeln, die in der Einlassöffnung 178 des Ventilglie-nal 138 auf. Dichtungen 140 und 142 befinden sich in ausgeweite- des gefangen sind, ausgeschieden werden. Die Drehung des ten Partien der Einlasskanäle und stehen in Berührung mit der Ventilgliedes 170 bewirkt eine Regelung des Wasserflusses vom Oberfläche von einem im allgemeinen kugelförmigen Ventilglied 15 Einlasskanal 162 durch die Öffnung 178 im Ventilglied und durch 144 mit Einlassöffnungen 145. Die Bewegung des Ventilgliedes die ausgerichtete Öffnung 192 im Abscherglied, in das Gehäuse 144 wird durch einen Schaft 146 gesteuert, der sich durch einen und zur Auslassleitung 194.

oberen Deckel 148 nach aussen erstreckt. Das Ventilglied 144 Im Ventil gemäss Fig. 11 ist ein Gehäuse 200 mit einem bewegt sich innerhalb eines kugelförmigen Hohlraums im Einlasskanal 202 versehen. Eine ausgeweitete Partie 204 des

Gehäuse und dort ist auch ein Abscherglied 150 angeordnet, das 20 Kanals 202 dient zur Aufnahme einer Dichtung 206, die mit einer halbkugelförmig ist und Einlassöffnungen 151 aufweist. Das Stirnseite in Berührung mit einem beweglichen zylindrischen

Abscherglied und das Ventilglied sind wieder vorzugsweise aus Ventilglied 208 steht. Eine Drehung des Ventilgliedes 208 wird rostfreiem Stahl gefertigt. Das Abscherglied 150 hat nach aussen durch einen Schaft 210 bewirkt, der sich durch das Gehäuse nach sich erstreckende Vorsprünge 152, die Ausnehmungen des Ven- aussen erstreckt. Im Gehäuse befindet sich ein Hohlraum 212, tilgliedes durchgreifen und dazu dienen, das Abscherglied am 25 der eine Austrittsöffnung aufweist. Ein zylindrisches Abscher-Gehäuse festzuhalten, wenn das Ventilglied bewegt wird, um den glied 214 hat eine Öffnung 216 in Lageübereinstimmung mit der Wasserfluss durch das Ventil zu steuern. Wie bekannt, wird der Mündung des Kanals 202 und steht in Kontakt mit einer zylindri-Schaft 146 nach hinten und nach vorn in zwei Richtungen sehen Partie 218 des Ventilgliedes 208. Ein Vorsprung 220 im gekippt, um den Wasserfluss zu steuern. Boden des Gehäuses dient zum Festhalten des Abschergliedes im

In der Anordnung gemäss Fig. 10 weist ein Gehäuse 160 einen 30 Gehäuse.

Einlasskanal 162 auf, der in einer Ausweitung 164 endet, in der Während einer Drehung des Ventilgliedes, die durch den ein Dichtungsring 166 sitzt. Der Dichtungsring 166 wird durch Schaft 210 bewirkt wird, befindet sich dessen zylindrische Wand eine Feder 168 gegen das drehbare Ventilglied 170 gepresst. Das in flächenhafter Berührung mit der zylindrischen Aussenwand Ventilglied 170 hat einen nach aussen sich erstreckenden Schaft des Abschergliedes 214 und der Innenwand des Gehäuses. Die 172, mit dem die Bewegung gesteuert wird und welcher Schaft 35 Beseitigung von Fremdkörpern erfolgt wieder durch die oben sich durch eine Öffnung 174 in einem Gehäuseteil 176 nach mehrfach beschriebene Abscherwirkung.

aussen erstreckt. Eine Öffnung 178 im Ventilglied ist derart

2 Seiten Zeichnungen

Claims

645 442

PATENTANSPRÜCHE

1. Selbstreinigendes Ventil, gekennzeichnet durch einen feststehenden Ventilkörper (18) mit Einlassmitteln (36), ein ihm zugeordnetes, bewegliches Ventilglied (20) mit Einlassöffnungen (66), die in Lageübereinstimmung mit den Einlassmitteln bringbar sind, am feststehenden Ventilkörper (18) angeordnete Abdichtorgane (38), die abdichtend am beweglichen Ventilglied (20) anliegen, ferner einem Abscherglied (68) an der den Dichtorganen (38) gegenüberliegenden Seite des beweglichen Ventilgliedes, das in flächenhafter Berührungmit dem Ventilglied steht, das Ganze derart, dass eine Bewegung des beweglichen Ventilgliedes für die Steuerung des Flüssigkeitsdurchflusses, die Einlassöffnungen relativ zu mindestens einer Öffnung (70) im Abscherglied hin verschiebt, so dass in der Einlassöffnung stekkende Fremdkörper zerkleinert oder entfernt werden.
2. Ventil nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Öffnung (70) im Abscherglied auf eine Öffnung (36) der Einlassmittel des feststehenden Ventilkörpers ausgerichtet ist.
3. Ventil nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

dass das Abscherglied am feststehenden Ventilkörper in fester Lage gehalten ist.
4. Ventil nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

dass sowohl das bewegliche Ventilglied (144) als auch das Abscherglied (150) wenigstens in ihrem Berührungsbereich kugelige Form aufweisen (Fig. 9).
5. Ventil nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

dass das bewegliche Ventilglied (116) und das Abscherglied (122) im Gebiet ihrer gemeinsamen Berührung wenigstens angenähert eben ausgebildet sind (Fig. 8).
6. Ventil nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

dass das bewegliche Ventilglied und das Abscherglied wenigstens im Gebiet ihrer gemeinsamen Berührung zylindrisch ausgebildet sind.
7. Ventil nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

dass der feststehende Ventilkörper, das bewegliche Ventilglied und das Abscherglied in ihrer ganzen Ausdehnung zylindrisch ausgebildet sind (Fig. 7).
8. Mischventil nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Ventilglied (116; 144) mit Auslasskanälen (107; 158) versehen ist und dass der feststehende Ventilkörper (106; 132) voneinander distanzierte Einlasskanäle (108,110; 134,136) für warmes und kaltes Wasser aufweist (Fig. 8; 9).
9. Mischventil nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch einen als Hülse (18) ausgebildeten festen Ventilkörper mit zwei voneinander getrennten Einlassöffnungen (36) für heisses und für kaltes Wasser, wobei das bewegliche Ventilglied (20) in dieser Hülse angeordnet ist und dessen Einlassöffnungen (66) zur Lageübereinstimmung mit den Einlassöffnungen (36) der Hülse bringbar sind und die Einlassöffnungen des Ventilgliedes (20) so verschiebbar sind, dass sowohl die Menge wie auch die Temperatur des ausfliessenden Wassers steuerbar ist.
10. Mischventil nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die die Einlassöffnungen (66) des Ventilgliedes aufweisende Wandpartie zwischen dem Abscherglied (68) und der Hülse (18) gleitend gelagert ist.
11. Mischventil nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Abscherglied (68) eine zylindrische Form hat und an der Hülse befestigt ist.
12. Mischventil nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Abscherglied eine Einlassöffnung (70) aufweist, die in Lageübereinstimmung mit der Einlassöffnung (36) der Hülse (18) ist.
13. Mischventil nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Abscherglied (68) zylindrisch ist und eine Einlassöffnung (70) in Lageübereinstimmung mit der Einlassöffnung der Hülse hat und mit einem nach aussen gerichteten ringförmigen Flansch an dieser befestigt ist.