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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Mehrwegventil, einen Wasserreiniger unter Verwendung desselben
und ein Verfahren zum Verteilen oder Mischen eines Fluids, genauer
gesagt ein Mehrwegventil zum Verteilen oder Mischen eines Fluids
sowie einen Wasserreiniger und ein Fluidverteilungs- oder -mischverfahren
unter Verwendung dieses Mehrwegventils.
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Als herkömmliche Mehrwegventile zum
Verteilen oder Mischen eines Fluids wurden meist ein so genanntes
Ventil vom Drehtyp, in dem zwischen Fluidwegen umgeschaltet wird,
indem ein Dichtungselement gedreht wird (beispielsweise US-Patente 4.172.796,
4.770.768 und 5.160.038), und ein so genanntes Ventil vom Gleittyp,
in dem zwischen Fluidwegen umgeschaltet wird, indem ein Dichtungselement
linear bewegt wird, verwendet. All diese Mehrwegventile bringen
jedoch Probleme im Zusammenhang mit der Lebensdauer und der Dichtungseigenschaft
eines Dichtungselements mit sich. Daher wurden die folgenden Ventile
vorgeschlagen, um diese Probleme zu lösen:
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Ein Mehrwegventil, worin mehrere kugelförmige Elemente zum Verschließen von
Fluidwegen in einem Ventilgehäuse
mit einer einzelnen Kammer bereitgestellt sind, wobei auf ein beliebiges
kugelförmiges
Element Druck ausgeübt
wird und dieses in eine Umfangsrichtung des Gehäuses bewegt wird, indem ein
drehbarer Schaft zum Öffnen eines
entsprechenden Fluidwegs gedreht wird (siehe beispielsweise die
japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung
HEI-7-12770)
- (2) Ein Mehrwegventil, worin ein Ventilgehäuse mit einem Fluideinlass
und mehreren Fluidauslässen
ausgestattet ist und kugelförmige
Elemente zum Verschließen
der jeweiligen Fluidauslässe bereitgestellt
sind, und worin ein beliebiges kugelförmiges Element in eine Richtung,
die parallel zu einer Achse eines drehbaren Elements verläuft, bewegt
wird, indem das drehbare Element gedreht wird, um einen entsprechenden
Fluidauslass zu öffnen
(siehe beispielsweise das offengelegte japanische Gebrauchsmuster HEI-4-132271)
- (3) Ein Mehrwegventil, worin ein Ventilgehäuse mit einem Fluideinlass
und zwei Fluidauslässen ausgestattet
ist, wobei Kugeln die Fluidauslässe durch
von Wasser ausgeübten
Druck verschließen,
das durch den Fluideinlass zugeführt
wird, und eine beliebige Kugel wird durch den Drehvorgang eines
Verschiebearms zum Öffnen
eines entsprechenden Fluidauslasses vom Ventilsitz verdrängt (siehe
beispielsweise das offengelegte japanische Gebrauchsmuster HEI-6-16778.
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Wenn jedoch ein Mehrwegventil, wie
es oben unter (1) beschrieben ist, verwendet wird, wird, da das
kugelförmige
Element durch Drehen des drehbaren Schafts in eine Umfangsrichtung
bewegt werden muss, das Bewegungsausmaß des kugelförmigen Elements
unvermeidlich groß,
wodurch das Problem auftritt, dass auch das Mehrwegventil sehr groß wird. Wenn
das Mehrwegventil sehr groß ist,
nimmt die Menge des residenten Fluids im Ventil zu, und das Problem
tritt auf, dass die Hygieneeigenschaften aufgrund der großen Menge
an residentem Fluid schlecht werden. Außerdem ist, da das Ventilgehäuse auseinander
genommen werden muss, wenn die kugelförmigen Elemente kontrolliert
oder ausgetauscht werden, um die Dichtungsfähigkeit der kugelförmigen Elemente
zu kontrollieren oder zu verbessern, beträchtlicher Arbeitsaufwand beim
Entfernen oder Austauschen der kugelförmigen Elemente erforderlich.
Darüber
hinaus tritt das Problem auf, dass die Gestalt des drehbaren Schafts
und die innere Gestalt des Ventilgehäuses kompliziert sind und die Kosten
des Mehrwegventils hoch sind.
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Wird ein oben unter (2) beschriebenes
Mehrwegventil verwendet, wird, da das kugelförmige Element durch Drehen
des drehbaren Elements in eine Richtung parallel zur Achse des drehbaren
Elements bewegt werden muss, das Bewegungsausmaß des kugelförmigen Elements
in Achsenrichtung des drehbaren Elements groß, und das Problem tritt auf,
dass auch das Mehrwegventil groß wird.
Wenn das Mehrwegventil groß wird,
nimmt die Menge des Fluids im Ventil zu, und das Problem tritt auf,
dass die Hygieneeigenschaften aufgrund der großen Menge Fluid schlecht werden.
Außerdem
ist, da das Ventilgehäuse
auseinander genommen werden muss, wenn die kugelförmigen Elemente
kontrolliert oder ausgetauscht werden, um die Dichtungsfähigkeit
der kugelförmigen Elemente
zu kontrollieren oder verbessern, beträchtlicher Arbeitsaufwand beim
Entfernen oder Austauschen der kugelförmigen Elemente erforderlich.
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Wird ein oben unter (3) beschriebenes
Mehrwegventil verwendet, nimmt, da die Kugel durch Drehen des Verschiebearms
in einer einzelnen Kammer des Ventilgehäuses bewegt werden muss, die
Größe der Kammer
unvermeidlich zu, und das Problem tritt auf, dass das Mehrwegventil
groß wird.
Wenn das Mehrwegventil groß wird,
nimmt die Menge des Fluids im Ventil zu, und das Problem tritt auf,
dass die Hygieneeigenschaften aufgrund der großen Menge Fluid schlecht werden.
Außerdem
ist, da das Ventilgehäuses
auseinander genommen werden muss, wenn die Kugeln kontrolliert oder
ausgetauscht werden, um die Dichtungsfähigkeit der Kugeln zu kontrollieren
oder verbessern, beträchtlicher
Arbeitsaufwand beim Entfernen oder Austauschen der kugelförmigen Elemente
erforderlich. Da die Gestalt und Haftungsbedingungen des Verschiebearms
angemessen sein müssen,
muss das Mehrwegventil außerdem
mit hoher Präzision
zusammengesetzt werden, um Fehler zu vermeiden, wodurch das Mehrwegventil
teuer wird.
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Darüber hinaus ist ein Mehrwegventil
bekannt, das einen Zuflussweg und eine Vielzahl an Abflusswegen
aufweist, worin zwischen den Fluidwegen mithilfe eines Schubelements
umgeschaltet wird.
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Als diese Art Mehrwegventil offenbaren
die japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung SHO 63-8460 und
das offengelegte japanische Gebrauchsmuster SHO 60-151972 ein Ventil
vom Zylinder-Kolben-Typ, das einen Zylinder mit einem Fluideinlass
und Fluidauslässen
sowie einen Kolben, der im Zylinder gleitet und ein Dichtungselement
aufweist, umfasst. Außerdem
ist in JP-A-SHO 48-10631 und JP-A-SHO 52-45732 als Schaltventil
ein Ventil vom Kugeltyp offenbart, das einen Fluidauslass durch
eine Kugel verschließt
und den Fluidauslass durch Bewegen der Kugel öffnet.
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Beim oben genannten Mehrwegventil
vom Zylinder-Kolben-Typ tritt jedoch, da das am Kolben befestigte
Dichtungselement bei Druckausübung
auf den Fluideinlass oder Fluid auslass des Zylinders gleitet, das
Problem auf, dass großer
Verschleiß fortschreitet
und das Dichtungselement schon nach kurzer Zeit ausgetauscht werden
muss.
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Auf der anderen Seite kann beim danach
genannten Mehrwegventil vom Kugeltyp das Verschleißproblem
im Vergleich zum oben genannten Ventil verbessert werden, weil zwischen
den Fluidwegen durch Rollen der als Dichtungselement bereitgestellten
Kugel umgeschaltet wird. Da sich jedoch ein mit einem Bedienungselement
verbundener Bedienungshebel zum Bewegen der Kugel durch einen Ventilkasten
erstreckt und beide seiner Endabschnitte aus dem Ventilkasten herausragen,
muss zum Ziehen des Hebels ein Ende oder zum Drücken des Hebels das andere
Ende ergriffen werden, um den Schaltvorgang durchzuführen, und
solch ein Vorgehen ist beschwerlich und nicht leicht durchführbar.
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Um dieses Problem zu lösen, wird
ein Ventil vorgeschlagen, das von nur einem Ende eines Bedienungshebels
aus bedient werden kann, beispielsweise als Wasserdurchlass-Schaltvorrichtung
für einen Wasserhahn,
wie sie in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung SHI 51-26357 beschrieben ist.
Bei dieser Schaltvorrichtung für
einen Wasserhahn wird jedoch, da eine bestimmte Länge für einen drehbaren
Schaft eines Bedienungshebels, der sich durch eine Wand einer Schaltkammer
in eine Richtung orthogonal zur Wand erstreckt, erforderlich ist und
ein Dichtungselement zum Abdichten des drehbaren Schafts erforderlich
ist, der Ventilkörper
häufig in
die Achsenrichtung des Schafts groß, und solch ein Ventil ist
als Ventil für
einen Wasserhahn in einem gewöhnlichen
Haushalt nicht zu bevorzugen. Außerdem bringt, da die meisten
Wasserhähne
für gewöhnliche
Haushalte so geformt sind, dass ein Auslassrohr nach rechts und
links (im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn) gedreht werden
kann, das Verfahren zur Handhabung eines Betriebshebels durch Bewegen
des Hebels nach rechts und links das Problem mit sich, dass die
Handhabung nicht leicht ist, weil das Auslassrohr zusammen mit dem
Betriebshebel gedreht wird.
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JP-B-HEI-5-31036 offenbart ein kugelartiges Rückschlagventil
für Wasser,
bei dem ein Betriebshebel in Bezug auf ein Ablassrohr nach vorne
und hinten bewegt wird. Bei diesem Rückschlagventil nimmt jedoch,
da genauso viele Ventilstoßstangen
zum Bewegen von Kugeln, Federn und Dichtungselementen erforderlich
sind wie Fluidauslässe
vorhanden sind, die Anzahl der Teile zu, und die Struktur des Ventils wird
kompliziert.
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EP-A-433453 offenbart ein Mehrwegventil, das
ein Ventilgehäuse
mit einem Einlass und mehreren Auslässen und mehrere kugelförmige Ventilelemente
umfasst.
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Es wäre wünschenswert, ein Mehrwegventil, dessen
Größe gering
gehalten werden kann, das die Menge des enthaltenen Fluids verringern
kann und das den Arbeitsaufwand zum Entfernen und Austauschen von
Ventilelementen verringern kann, sowie einen Wasserreiniger und
ein Verfahren zum Verteilen oder Mischen eines Fluids unter Verwendung
des Mehrwegventils bereitzustellen.
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Darüber hinaus wäre es wünschenswert,
ein Mehrwegventil, das leicht und gut zwischen Fluidwegen umschalten
und dessen Ventilschaltmechanismus vereinfacht werden kann, sowie
einen Wasserreiniger unter Einsatz des Mehrwegventils bereitzustellen.
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Demgemäß stellt ein erster Aspekt
der vorliegenden Erfindung ein Mehrwegventil bereit, umfassend:
ein
Ventilgehäuse
(18) mit einem Ventileinlass (15) zum Eintritt
eines Fluids in das Ventil und mehreren Ventilauslässen (16, 17, 17a)
zur Bereitstellung von Fluid aus dem Ventil;
eine erste Kammer
(18e) und eine zweite Kammer (18f), die sich jeweils
im Ventilgehäuse
befinden, wobei die erste Kammer (18e) mit dem Ventileinlass (15)
in Kommunikation steht und die zweite Kammer (18f) mit
den Ventilauslässen
(16, 17, 17a) in Kommunikation steht;
eine
Trennwand (18d), die zwischen der ersten und der zweiten
Kammer (18e, 18f) angeordnet ist und die erste
und die zweite Kammer voneinander trennt, wobei die Trennwand (18d)
mehrere Öffnungen
(18a, 18b, 18c) darin aufweist, die Kommunikation
zwischen der ersten und der zweiten Kammer (18e, 18f) ermöglichen
und jeweilige Fluideinlässe
für jeweilige Fluidwege
innerhalb der zweiten Kammer (18f) bereitstellen, wobei
jeweils eine mit einem entsprechenden der mehreren Ventilauslässe (16, 17, 17a)
kommuniziert;
mehrere Ventilelemente (18a1 , 18b1 , 18c1 ),
die jeweils mit einer entsprechenden der Öffnungen (18a, 18b, 18c)
verbunden sind und zwischen einer ersten Position, in der die entsprechende Öffnung dadurch verschlossen
ist, und einer zweiten Position, in der die entsprechende Öffnung geöffnet ist,
bewegbar sind;
Ventilstellmittel, umfassend mehrere Nocken
(23a, 23b, 23c), die jeweils mit einem
entsprechenden der Ventilelemente (18a1 , 18b1 , 18c1 )
verbunden sind und mit dem Ventilelement (18a1 , 18b1 , 18c1 )
zusammenwirken können,
um eine selektive Bewegung jedes Ventilelements (18a1 , 18b1 , 18c1 ) zwischen der ersten und der zweiten
Position zu ermöglichen;
wobei
die mehreren Ventilelemente (18a1 , 18b1 , 18c1 )
im Allgemeinen in einer von erster und zweiter Kammer (18e, 18f)
angeordnet ist und das Ventilstellmittel im Allgemeinen in der anderen
von erster und zweiter Kammer (18e, 18f) angeordnet
ist, so dass die Trennwand (18d) im Allgemeinen zwischen
den mehreren Ventilelementen (18a1 , 18b1 , 18c1 )
und dem Ventilstellmittel angeordnet ist;
wobei jede der Öffnungen
(18a, 18b, 18c) in der Trennwand (18d)
das Zusammenwirken zwischen dem Ventilelement (18a1 , 18b1 , 18c1 ),
das der Öffnung
(18a, 18b, 18c) entspricht, und der Nocke
(23a, 23b oder 23c), die dem Ventilelement
entspricht, er möglicht,
um jede Öffnung
selektiv zu öffnen
oder zu schließen
und somit zu bestimmen, welcher der genannten Fluidwege geöffnet und
welcher geschlossen sein soll.
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Das vorliegende Mehrwegventil umfasst
ein Ventilgehäuse,
das Folgendes aufweist:
- (1) eines von (a) einem
Ventileinlass zum Eintritt von Fluid in das Ventil und mehrere Ventilauslässe zur
Bereitstellung von Fluid aus dem Ventil an verschiedenen Stellen;
und (b) mehreren Ventileinlässen
zur Aufnahme von Fluid aus verschiedenen Quellen und einen Ventilauslass
zur Bereitstellung eines Gemischs der Fluids aus den jeweiligen
Quellen;
- (2) eine erste Kammer, die mit dem oder allen Ventileinlässen in
Kommunikation ist;
- (3) eine zweite Kammer, die mit dem oder allen Ventilauslässen in
Kommunikation ist;
- (4) eine Trennwand mit mehreren Öffnungen darin;
- (5) ein Mittel, das eines der Folgenden definiert:
- (a) separate Fluidwege in der zweiten Kammer, die jeweils von
einer der Öffnungen
zu einem entsprechenden der vielen Auslässe führt; und
- (b) separate Fluidwege in der ersten Kammer, die jeweils von
einem der vielen Fluideinlässe
zu einer entsprechenden Öffnung
führen;
- (6) mehrere Ventilelemente, die im Allgemeinen in einer der
beiden Kammern angeordnet sind und mit jeweils einer der genannten Öffnungen
zusammenwirken, um die jeweilige Öffnung schließen zu können; und
- (7) ein Ventilstellmittel, das in der anderen der beiden Kammer
angeordnet ist, um ein oder mehrere der genannten Ventilelemente)
von der oder den jeweiligen Öffnungen
wegzudrücken
und dadurch einen oder mehrere der genannten Fluidwege selektiv
zu öffnen.
In diesem Ventil, vor allem wenn die Ventilelemente sich in der
zweiten Kammer befinden, können
sie mithilfe von Vorspannmitteln, wie beispielsweise einer Feder,
zur Schließ- oder Öffnungsposition
hin vorgespannt sein. Wenn die Ventilelemente sich jedoch in der
ersten Kammer befinden, werden sie vorzugsweise nur durch ihr Gewicht
und den Fluiddruck zu ihrer Schließposition hin vorgespannt.
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Ein erstes Mehrwegventil gemäß vorliegender
Erfindung ist ein Ventilgehäuse
mit einem Fluideinlass und mehreren Fluidauslässen; einer in diesem Ventilgehäuse definierten
ersten Kammer und zweiten Kammer, wobei die erste Kammer mit dem Fluideinlass
in Kommunikation steht und die zweite Kammer mit mehreren Fluidauslässen in
Kommunikation steht; einer Trennwand, die zwischen der ersten und
der zweiten Kammer angeordnet ist und die erste und die zweite Kammer
voneinander trennt, wobei die Trennwand mehrere Fluidwege aufweist,
die den vielen Fluidauslässen
entsprechen und Kommunikation zwischen der ersten und der zweiten
Kammer ermöglichen;
mehreren Ventilelementen, die jeweils mit einem entsprechenden Fluidweg
der vielen Fluidwege von einer Seite der ersten Kammer verbunden
sind und den jeweiligen Fluidweg öffnen und verschließen; und
einer Antriebsvorrichtung mit Nocken, die selektiv die vielen Ventilelemente
von einer Seite der zweiten Kammer antreiben (hierin im Folgenden
als erstes Mehrwegventil bezeichnet).
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In diesem ersten Mehrwegventil sind
die Ventilelemente vorzugsweise als kugelförmige Elemente ausgebildet.
Darüber
hinaus umfasst jedes der als kugelförmige Elemente ausgebildeten
Ventilelemente vorzugsweise einen Kern aus einem starren Material
und einem elastischen Material, das auf der Oberfläche des
Kerns bereitgestellt ist. Die Antriebsvorrichtung umfasst vorzugsweise
einen drehbaren Körper,
auf dem die Nocken in einer Achsenrichtung des drehbaren Körpers angeordnet
sind. Dieses Mehrwegventil kann beispielsweise als Struktur ausgebildet
sein, in der Verbindungswege zwischen den vielen Fluidwegen und
den vielen Fluidauslässen
gebildet sind und die einzelnen Verbindungswege durch die Antriebsvorrichtung
voneinander getrennt sind.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden
Erfindung umfasst einen Wasserreiniger mit einem Mehrwegventil zum
Umleiten von unbehandeltem Wasser, das in zumindest eine von mehreren
Ausflussstellen fließt,
und ein Mittel zum Filtern von unbehandeltem Wasser, das vom Mehrwegventil
aufgenommen wird.
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Das Mehrwegventil kann jedes beliebige
der oben beschriebenen Erfindung sein.
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Das Mehrwegventil kann ein Ventilgehäuse mit
einem Fluideinlass und mehreren Fluidauslässen; einer in diesem Ventilgehäuse definierten
ersten Kammer und zweiten Kammer, wobei die erste Kammer mit dem
Fluideinlass in Kommunikation steht und die zweite Kammer mit mehreren
Fluidauslässen
in Kommunikation steht; einer Trennwand, die zwischen der ersten
und der zweiten Kammer angeordnet ist und die die erste und die
zweite Kammer voneinander trennt, wobei die Trennwand mehrere Fluidwege
aufweist, die den vielen Fluidauslässen entsprechen und Kommunikation
zwischen der ersten und der zweiten Kammer ermöglichen; mehreren Ventilelementen,
die jeweils mit einem entsprechenden Fluidweg der vielen Fluidwege
von der Seite der ersten Kammer verbunden sind und den jeweiligen Fluidweg öffnen und
verschließen;
und einer Antriebsvorrichtung mit Nocken, die selektiv die vielen Ventilelemente
von einer Seite der zweiten Kammer antreiben umfassen. Dieser Wasserreiniger
wird hierin im Folgenden als erster Wasserreiniger bezeichnet.
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In diesem ersten Wasserreiniger gelten
dieselben bevorzugten Aspekte des Mehrwegventils wie beim oben genannten
ersten Mehrwegventil.
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Die oben beschriebenen Wasserreiniger können für einen
Wasserreiniger verwendet werden, der so ausgebildet ist, dass sowohl
das Mehrwegventil als auch sein Filtermittel mit einem Wasserhahn verbunden
sind. Andererseits können
sie auch für
einen Wasser reiniger verwendet werden, in dem nur sein Filtermittel
oder sowohl das Mehrwegventil als auch das Filtermittel auf einer
Basis platziert sind. Diese können
nämlich
als jede Art Wasserreiniger eines so genannten Wasserreinigers vom
Patronentyp, der direkt mit einem Wasserhahn verbunden ist, und eines
so genannten Wasserreinigers vom Waschbeckentyp ausgebildet werden.
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Darüber hinaus kann das erste Mehrwegventil
insbesondere für
ein Verfahren zum Verteilen oder Mischen von Fluid verwendet werden.
Solch ein Verfahren kann das Verteilen eines Fluids, das durch einen
einzelnen Fluideinlass zu mehreren Fluidauslässen geleitet wird, oder Mischen
von Fluids, die durch mehrere Fluideinlässe zugeführt werden, durch Führen der
Fluids zu einem einzigen Fluidauslass, umfassen, und das Verteilungs- oder Mischverfahren
umfasst die Schritte des Einschiebens von den vielen Fluidauslässen oder
den vielen Fluideinlässen
entsprechenden Fluidwegen zwischen einer ersten Kammer, die mit
dem einzelnen Fluideinlass oder mit den vielen Fluideinlässen in
Kommunikation steht, und einer zweiten Kammer, die mit den vielen Fluidauslässen oder
dem einzelnen Fluidauslass in Kommunikation steht; des Verschließens der
Fluidwege durch Ventilelemente, die in der ersten Kammer bereitgestellt
sind, unter Einsatz des Eigengewichts der Ventilelemente und eines
Fluideingangsdrucks; und des selektiven Antreibens zumindest eines
der Ventilelemente von einer Seite der zweiten Kammer zum Öffnen zumindest
eines der Fluidwege durch Aufdrücken
eines entsprechenden Ventilelements in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen Fluidverteilungs-
oder -mischbedingung.
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Im ersten Mehrwegventil sind die
Fluidwege, die Kommunikation zwischen der ersten und zweiten Kammer
herstellen, durch die Ventilelemente sicher verschlossen, wobei
das Eigengewicht der jeweiligen Ventilelemente und ein Druck des
zugeführten
Fluids eingesetzt wird, und gute Dichtungsfähigkeit kann erreicht werden.
Ein Teil der Ventilelemente wird selektiv in Richtung der ersten
Kammer bewegt, indem die Antriebsvorrichtung gestartet wird, ein
entsprechender Fluidweg wird geöffnet,
und das Fluid wird durch den geöffneten
Fluidweg in die zweite Kammer geleitet. Durch diesen Öffnungs vorgang
des gewählten Fluidwegs
kann eine gewünschte
Verteilung oder Mischung erreicht werden. Wenn der Fluidweg geöffnet ist,
nimmt, da das gewählte
Ventilelement durch den Betrieb von der Seite der zweiten Kammer
leicht in Richtung der Seite der ersten Kammer bewegt werden kann,
das Bewegungsausmaß des
Ventilelements im Vergleich zu herkömmlichen Mehrwegventilen ab.
Daher kann das Mehrwegventil als Ganzes klein gehalten werden, und
die Menge des Fluids im Ventil kann verringert werden.
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Da nur die erste Kammer geöffnet werden kann,
kann die Arbeit beim Entfernen oder Austauschen von Ventilelementen
außerdem
im Vergleich zur Arbeit bei einem herkömmliche Mehrwegventil, bei
dem das gesamte Mehrwegventil auseinander genommen werden muss,
bedeutend vereinfacht werden.
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Wenn das Ventilelement als kugelförmiges Element
ausgeformt ist und aus einem Kern aus starrem Material und einer
Schicht aus elastischem Material auf der Oberfläche des Kerns besteht, kann
der Stoß,
der auftritt, wenn das Ventilelement einen entsprechenden Fluidweg
schließt,
bedeutend verringert werden und somit die Abnützung der entsprechenden Abschnitte
vermindert werden, und außerdem
kann durch die Schicht aus elastischem Material gute Dichtungsfähigkeit
erzielt werden.
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Im Wasserreiniger, der dieses erste
Mehrwegventil umfasst, kann leicht entweder die Einstellung zum
Reinigen des unbehandelten Wassers oder die Einstellung zum Ausfließen lassen
des unbehandelten Wassers, so wie es ist, gewählt werden, und der gesamte
Wasserreiniger kann klein gehalten werden.
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Außerdem können beim Verfahren zum Verteilen
oder Mischen eines Fluids unter Einsatz des ersten Mehrwegventils
die Fluidwege durch das Eigengewicht der Ventilelemente und einen
Fluideingangsdruck sicher verschlossen werden, und auch gute Dichtungsfähigkeit
kann erreicht werden. Wenn ein gewählter Fluidweg geöffnet wird,
kann das entsprechende Ventilelement, das den Fluidweg schließt, einfach
durch Aufdrücken
des Ventilelements von der Seite der zweiten Kammer leicht bewegt
werden. Daher kann leicht und sicher durch einfachen und nicht aufwendigen
Betrieb eine gewünschte
Fluidverteilung oder -vermischung vorgenommen werden.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen
erläutert,
wobei:
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1 ist
eine vertikale Schnittansicht eines Wasserreinigers, der ein Mehrwegventil
gemäß einer ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst;
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2 ist
eine Seitenansicht von rechts des in 1 dargestellten
Wasserreinigers.
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3 ist
eine vergrößerte vertikale
Schnittansicht des in 1 dargestellten
Wasserreinigers entlang der Linie III-III in 1.
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4 ist
eine perspektivische Explosionszeichnung eines Teils des in 1 dargestellten Mehrwegventils.
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5 ist
eines vergrößerte Schnittansicht
eines Ventilelements des in 1 dargestellten
Mehrwegventils.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht eines Teils des in 1 dargestellten Mehrwegventils, die einen
Bajonettmechanismus für
die Seite des Hauptkörpers
des Wasserreinigers zeigt.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht eines Teils des in 1 dargestellten Mehrwegventils, die einen
Bajonettmechanismus für
die Seite der Filtervorrichtung des Wasserreinigers zeigt.
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23 ist
eine perspektivische Ansicht eines Wasserreinigers vom Waschbeckentyp
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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24 ist
eine vergrößerte vertikale
Schnittansicht einer Filtervorrichtung des in 23 dargestellten Wasserreinigers.
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25 ist
ein Aufriss eines Verbindungsstücks
des in 23 dargestellten
Wasserreinigers.
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26 ist
eine perspektivische Explosionszeichnung eines Teils des in 23 dargestellten Wasserreinigers.
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27 ist
ein Aufriss eines Einlasses eines Mehrwegventils, das in einen in 23 dargestellten Wasserreiniger
eingebaut ist.
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28 ist
eine vertikale Schnittansicht eines Bajonettmechanismus, der in
dem in 23 dargestellten
Wasserreiniger eingesetzt wird.
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29 ist
eine Schnittansicht des in 28 dargestellten
Bajonettmechanismus zur Erläuterung einer
Betriebsbedingung des Bajonettmechanismus.
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30 ist
eine Schnittansicht des in 28 dargestellten
Bajonettmechanismus zur Erläuterung einer
weiteren Betriebsbedingung des Bajonettmechanismus.
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Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung erläutert.
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Obwohl die Ausführungsformen hierin in Bezug
auf Wasserreiniger beschrieben werden, die Mehrwegventile gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfassen, können die Mehrwegventile natürlich auch
in anderen Vorrichtungen und Geräten
eingesetzt werden als Wasserreinigern, und die Verwendung der Mehrwegventile
ist somit nicht auf die Wasserreiniger beschränkt.
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1 bis 7 zeigen einen Wasserreiniger,
der ein Mehrwegventil gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst. 1 ist eine
vertikale Schnittansicht des Wasserreinigers, 2 ist eine Seitenansicht von rechts des
Wasserreinigers und 3 ist
eine vertikale Schnittansicht des in 1 dargestellten
Wasserreinigers entlang der Linie III-III in 1.
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Ein Wasserreiniger 10 dieser
Ausführungsform
umfasst einen Wasserreinigerkörper
(Ventilkörper) 11,
der ein Mehrwegventil, das von einem Wasserhahn 13 einfließendes,
unbehandeltes Leitungswasser zu mehreren Ausflussstellen leitet,
und einen austauschbaren Filter vom Patronentyp 12 (hierin
im Folgenden auch als "einen
Filter enthaltende Patrone" oder
nur "Patrone" bezeichnet), der
als Mittel zum Filtern des durch das Mehrwegventil einfließenden, unbehandelten
Leitungswassers dient, umfasst. Der Wasserreiniger 10 wird
mittels eine Befestigungselements 14, das im Wasserreinigerkörper 11 bereitgestellt
ist, direkt an den Wasserhahn 13 angeschlossen.
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Der Wasserreinigerkörper 11 weist
einen Körper 18 auf,
und der Körper 18 umfasst
an einer oberen Position des Körpers
einen Einlass 15, der ein Fluideinlass für das vom
Wasserhahn 13 einfließende
Leitungswasser ist, seitlich vom Körper eine Durchlassöffnung 16 zur
Zufuhr des Leitungswassers zur einen Filter enthaltenden Patrone 12 und
an einer unteren Position des Körpers
eine Versorgungsöffnung 17,
durch die das unbehandelte Leitungswasser so wie es ist ausfließen kann
sowie eine Duschversorgungsöffnung 17a zur
Bereitstellung des unbehandelten Leitungswassers als Guss aus Wasser. Ein
Schaltventil 19 zum Schalten des Durchflusswegs des Leitungswassers
in eine gewählte
Richtung ist im Körper 18 bereitgestellt.
Auch ein Befestigungselement 14 zum Verbinden des Körpers 18 mit dem
Wasserhahn 13 ist an einem oberen Abschnitt des Körpers 18 bereitgestellt.
Wie in 1 dargestellt,
umfasst das Befestigungselement 14 eine ringförmige Gummidichtung 20,
einen Druckring 21 und einen Verschluss 22, und das
Befestigungselement 14 weist eine Struktur auf, mit deren
Hilfe der Körper 18 durch
Zusammenwirken eines Schraub-Innengewindes am inneren Umfang des
Verschlusses 22 mit einem Schraub-Außengewinde am äußeren Umfang des
Körpers 18 an
den Wasserhahn 13 angeschlossen werden kann, so dass kein
Wasser austreten kann.
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Der Körper 18 ist im Inneren
durch eine Trennwand 18d unterteilt, so dass voneinander
getrennte Kammern bereitgestellt werden, nämlich eine obere Kammer 18e als
erste Kammer und eine untere Kammer 18f als zweite Kammer.
Drei Öffnungen 18a, 18b und 18c sind
in der Trennwand 18d bereitgestellt, so dass Fluid durch
die Trennwand 18d passieren kann. Die einzelnen Öffnungen 18a, 18b und 18c sind
entlang einer Längsbahn,
die sich parallel zu einem Steuerschaft 23 eines mit dem
Steuerschaft 23 verbundenen Schaltventils 19 erstreckt,
voneinander beabstandet. Der Einlass 15 ist in der oberen Kammer 18e bereitgestellt
und ermöglicht
Kommunikation mit dieser, so dass unbehandeltes Wasser in den Körper 18 fließen kann.
Auf der anderen Seite stellen die Durchlassöffnung 16, Versorgungsöffnung 17 und
Duschversorgungsöffnung 17a drei Öffnungen
für unbehandeltes
Leitungswasser dar, die in der unteren Kammer 18f bereitgestellt
sind und Kommunikation mit dieser ermöglichen, so dass unbehandeltes
Wasser aus dem Körper 18 herausfließen kann. Die Öffnungen 18a, 18b und 18c ermöglichen
Kommunikation zwischen der oberen und unteren Kammer 18e, 18f,
um einen ununterbrochenen Strömungsweg
bereitzustellen. Drei kugelförmige
Ventilelemente 18a1 , 18b1 und 18c1 sind
in der oberen Kammer 18e bereitgestellt, so dass die einzelnen Ventilelemente
unter hermetischen Flüssigkeitsabdichtungsbedingungen
in die entsprechenden Öffnungen 18a, 18b und 18c eingreifen
können
und untere Endabschnitte der jeweiligen Ventilelemente in das Innere
der unteren Kammer 18f ragen können, um mit den jeweiligen Öffnungen
einzugreifen. Daher kann, wenn die Ventilelemente 18a1 , 18b1 und 18c1 zur Kontrolle oder zum Austauschen
herausgenommen werden, diese Arbeit sehr leicht durchgeführt werden,
indem das Befestigungselement 14 vom Körper 18 abgenommen
und die obere Kammer 18e von oben geöffnet wird.
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Im Schaltventil 19 sind,
wie in 4 dargestellt,
Ringwulste 23e entlang des Umfangs des Steuerschafts 23 und
Dichtungsringe 23d auf den einzelnen Ringen 23e bereitgestellt.
Durch Eingriff der Dichtungsringe 23d mit dem inneren Umfang
der unteren Kammer 18f unter hermetischen Flüssigkeitsabdichtungsbedingungen,
werden einzelne Wasserströmungswege
definiert, die die Öffnungen 18a, 18b und 18c mit
der Durchlassöffnung 16,
der Versorgungsöffnung 17 bzw.
der Duschversorgungsöffnung 17a in
Kommunikation bringen, und die jeweiligen Wasserströmungswege
sind auch voneinander getrennt. Nocken 23a, 23b und 23c sind
an vorgegebenen Positionen (in Übereinstimmung
mit den jeweiligen Öffnungen
bestimmte Positionen) auf dem Steuerschaft 23 bereitgestellt,
um entsprechenden Ventilelemente aufzudrücken. Jede dieser Nocken 23a, 23b und 23c kann
selektiv ein entsprechendes Ventilelement nach oben drücken, indem
der Steuerschaft 23 in einem Winkel von beispielsweise
90° gedreht
wird. Auf diese Weise kann das Ausmaß, in dem ein Ventilelement
gehoben werden soll, im Bereich von 1 bis 2 mm eingestellt werden,
um sicherzustellen, dass genug Wasser durch eine gegebene Öffnung fließt. Daher
kann der Körper 18 mit
der oberen Kammer 18e und der unteren Kammer 18f geringe
Größe aufweisen,
wodurch schlussendlich die Menge des darin verbleibenden Wassers
verringert werden kann, um die verbesserte Hygienebedingungen zu
realisieren.
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Ein aus den Ventilelementen 18a1 , 18b1 und 18c1 ausgewähltes Ventilelement wird durch
Drehen des Steuerschafts 23 in einem vorgegebenen Winkel nach
oben gedrückt,
indem ein Schalthebel 19a zum Öffnen eines entsprechenden
Wasserwegs betätigt wird,
und der Einlass 15 kann selektiv mit einer aus der Durchgangsöffnung 16,
der Versorgungsöffnung 17 und
der Duschversorgungsöffnung 17a ausgewählten Öffnung in
Kommunikation gebracht werden.
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Ein Klickrastmechanismus 19b ist
auf dem Steuerschaft 23 bereitgestellt, damit leicht eine
vorgegebene Position auf dem Steuerschaft 23 eingestellt
werden kann. Der Klickrastmechanismus 19b umfasst eine
Feder 19d, die in ein Loch 19c auf einer Oberfläche des
Steuerschafts 23 eingeführt
ist, und zwei Kugeln 19e und 19f, auf die die
Feder 19d drückt.
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Stützplatten 18g sind
auf der Trennwand 18d bereitgestellt, und diese Stützplatten 18g verhindern, dass
die Ventilelemente 18a1 , 18b1 und 18c1 seitlich verschoben
werden.
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Wie in 5 dargestellt,
umfasst jedes Ventilelement (in 5 an
Ventilelement 18a, dargestellt) vorzugsweise einen Kern 18a2 , der beispielsweise aus einer Stahlkugel
besteht, und eine Schicht aus elastischem Material 18a3 , die die gesamte Oberfläche des
Kerns 18a2 bedeckt und eine Stärke von etwa
0,5 bis 1 mm aufweist. Mit solch einem Ventilelement können die
Dichtungsfähigkeit
durch das Ventilelement und somit die Lebensdauer des Ventilelements
und des Ventilsitzes bedeutend verbessert werden. Das Ventilelement
kann kegel- oder zylinderförmig
sein, und die Schicht aus elastischem Material 18a1 muss
nicht bereitgestellt werden, wenn ohne diese Schicht aus elastischem
Material ausreichend gute Dichtungsfähigkeit und Lebensdauer garantiert
werden können.
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Als Material der Schicht aus elastischem
Material 18a3 ist ein Gummi, wie
beispielsweise Nitrilgummi, Ethylenpropylengummi, Fluorgummi, Silicongummi
und Butylgummi, geeignet, und vor allem ein Gummi mit einer Gummihärte von
50 bis 90 Grad sind gut geeignet. Die anderen Ventilelemente 18b1 und 18c1 können auf ähnliche
Weise geformt sein.
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Die einen Filter enthaltende Patrone 12 umfasst
einen Behälter 26 mit
einer Einflussöffnung 24 zum
Einlass von unbehandeltem Leitungswasser auf einer ihrer Seitenwände und
mehrere Duschöffnungen 25 (Öffnungen
zur Zufuhr von gefiltertem Wasser) in einem ihrer unteren Abschnitte.
Der Behälter 26 enthält ein U-förmiges Hohlfaserbündel 28,
das aus mehreren Hohlfasern gebildet ist, deren offene Enden so
ausgerichtet sind, dass sie den Duschöffnungen 25 gegenüberliegen,
und eine Adsorptionsschicht 29, die zwischen der Außenfläche eines
zylindrischen Elements 30, das im Behälter 26 bereit gestellt
ist, und der Innenfläche
des Behälters 26 angeordnet
ist. Als Adsorbens der Adsorptionsschicht 29 wird vorzugsweise
eine Aktivkohle, ein Zeolith, ein Ionenaustauschharz oder ein Xylolharz
verwendet.
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Das Hohlfaserbündel 28 ist im zylindrischen Element 20 bereitgestellt,
dessen beiden Enden offen sind. Die einzelnen Hohlfasern des Hohlfaserbündels 28 sind
U-förmig
gebogen, und beide Enden der Hohlfasern sind in ein Kunstharzelement 31 eingebettet,
das an einem unteren axialen Endbereich des zylindrischen Elements 30 bereitgestellt
ist, so dass die Öffnungen
beider Enden nach unten weisen und die offenen Enden der Hohlfasern
den Duschversorgungsöffnungen 25 gegenüberliegen.
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Das zylindrische Element 30 ist
an einem oberen axialen Endabschnitt mittels eines Filters 32 an
der Innenfläche
des Behälters 26 befestigt,
und an einem unteren axialen Endabschnitt ist es mittels eines Filters 33,
der mit mehreren Löchern
ausgestattet ist, im Behälter 26 befestigt.
Der untere axiale Endabschnitt des zylindrischen Elements 30 sitzt
in einem nach oben ragenden, zylindrischen Teil, der axial vom Bodenabschnitt
des Behälters 26 und
in der Mitte des Behälters 26 nach
oben ragt. In einer Ausnehmung in der Seitenwand des zylindrischen
Elements 30 befindet sich an dessen unterem axialen Ende
ein O-Ring 34, um eine Dichtung zwischen den konzentrischen
Oberflächen
des zylindrischen Teils 30 und den kurzen zylindrischen
Teilen, in denen es sitzt, herzustellen.
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Ein durchsichtiger Deckel 35 ist
am oberen axialen Ende des Behälters 26 bereitgestellt,
so dass das Hohlfaserbündel 28 und
die Adsorptionsschicht 29 leicht ausgetauscht werden können und
der Verschmutzungsgrad des Hohlfaserbündels 28 leicht von
außen überprüft werden
kann. Auf dem durchsichtigen Deckel 35 ist eine abnehmbare
undurchsichtige Abdeckung bereitgestellt, so dass eine doppelte
Abdeckstruktur gebildet werden kann.
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In der so aufgebauten Patrone 12 wird
ein Wasserweg für
zu filtrierendes Wasser bereitgestellt, der sich von der Einflussöffnung 24 durch
die Adsorptionsschicht 29 und das Hohlfaserbündel 28 zur
Versorgungsöffnung 25 erstreckt.
Die den Filter enthaltende Patrone 12 ist auf diese Weise
einstückig
aufgebaut. Die den Filter enthaltende Patrone 12 ist mittels
eines weiter unten beschriebenen Bajonettmechanismus über eine
ringförmige
Gummidichtung 39 mit dem Wasserreinigerkörper 11 verbunden,
und der Körper 11 ist
mit dem Wasserhahn 13 verbunden, um den Wasserreiniger 10 zu
bilden.
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Der Bajonettmechanismus, der eine
abnehmbare Verbindung der Patrone 12 mit dem Reinigungskörper 11 ermöglicht,
ist wie in den 6 und 7 dargestellt aufgebaut.
Der Bajonettmechanismus umfasst einen im Allgemeinen konkaven Abschnitt 37,
der durch einen Endabschnitt (in der Abbildung als linker Endabschnitt
dargestellt) des Steuerschafts 23 im Wasserreinigerkörper 11 definiert
ist und radial von der Seitenwand des Körpers 18 nach außen ragen,
und einen im Allgemeinen konvexen Abschnitt 38, der durch
einen externen Umfang der Einflussöffnung 24 der Patrone 12 definiert
ist, wobei der konkave und konvexe Abschnitt 37 und 38 so
profiliert sind, dass ein Mechanismus zum gemeinsamen Zusammensetzen
und Auseinandernehmen der beiden bereitgestellt wird. Die oben genannte
lösbare
Verbindung wird zwischen dem konkaven Abschnitt 37 auf
dem Steuerschaft 23 und dem konvexen Abschnitt 38 an
der Einflussöffnung 24 hergestellt.
Andererseits kann die lösbare
Verbindung auch zwischen einem konkaven Abschnitt, der durch einen geeigneten
Vorsprung der Patronenseite definiert ist, und einem konvexen Abschnitt,
der durch einen geeigneten Vorsprung der Wasserreinigerkörperseite definiert
ist, hergestellt werden. In der in 7 dargestellten
Ausführungsform
ist der konvexe Abschnitt 38 durch den Außenumfang
der Einflussöffnung 24 definiert,
die so profiliert ist, dass ein Paar teilweise konvexe Umfangsvorsprünge bereitgestellt
ist, das sich von der Einflussöffnung 24 radial
nach außen
erstreckt. Jeder konvexe Vorsprung weist einen verjüngten Schraubabschnitt 38a mit
einer vorgegebenen Länge
in Umfangsrichtung der Einflussöffnung 24 auf,
dessen Stärke
in Achsenrichtung entlang des Umfangs des Einflussöffnung 24 variiert,
um einen Verjüngungswinkel θ bereitzustellen,
sowie einen Anschlag 38b, der an dessen dicksten Umfangsende mit
dem ver jüngten
Schraubabschnitt 38a verbunden ist und sich in Achsenrichtung
der Einflussöffnung 24 erstreckt.
Obwohl in der Ausführungsform
ein Paar konvexer Vorsprünge
mit jeweils einem verjüngten Schraubabschnitt 38a bereitgestellt
ist, können
zwei oder mehr Paare konvexer Vorsprünge vorhanden sein. Es ist
von Vorteil, zwei oder mehr Paare solcher Vorsprünge bereitzustellen, weil es
so möglich
ist, den Drehwinkel zu verringern, der zum Fixieren der einen Filter
enthaltenen Patrone 12 am Wasserreinigerkörper 11 erforderlich
ist.
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Der konkave Abschnitt 37 umfasst
gekerbte Abschnitte 37a, die jeweils eine Umfangslänge aufweisen,
die größer ist
als die Länge
L der Summe der verjüngten
Schraubabschnitte 37b, jeweils mit einem entsprechenden
verjüngten
Schraubabschnitt 38a in Eingriff gebracht werden und eine
vorgegebene Länge
aufweisen. Beide konvexen Vorsprünge
der konvexen Vorsprünge 38 werden
in die jeweiligen gekerbten Abschnitte 37a des konkaven
Abschnitts 37 eingeführt,
die Patrone 12 wird nach dem Einführen gedreht, und die verjüngten Oberflächen 38c des
verjüngten
Schraubabschnitts 38a werden entlang der jeweiligen Innengewinde-Schraubabschnitte 37b geführt und
in die Innengewinde-Schraubabschnitten 37b eingeklinkt.
Wenn die Endabschnitte der Innengewinde-Schraubabschnitte 37b in
Kontakt mit den entsprechenden Anschlägen 38b treten, ist
der Befestigungsvorgang beendet. In dieser Ausführungsform sind die Anschläge 38b so
angeordnet, dass die Patrone 12 – wie in 1 dargestellt – in vertikaler Richtung steht,
wenn die Endabschnitte der Innengewinde-Schraubabschnitte 37b in
Kontakt mit den entsprechenden Anschlägen 38b gebracht werden.
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Im Wasserreiniger 10 dieser
so aufgebauten Ausführungsform
sind der Wasserreinigerkörper 11 und
die den Filter enthaltende Patrone 12 so miteinander verbunden,
dass sie die in 6 und 7 dargestellten Lagen einnehmen.
In diesem Zustand steht, wenn die Position des Schalthebels 19a von
der rechten Seite der 6 betrachtet
wird, dieser auf 12 Uhr.
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Wenn der Schalthebel 19a im
Uhrzeigersinn auf die 3-Uhr-Position gedreht wird, fließt das Leitungswasser,
das vom Wasserhahn 13 kommt und durch den Einlass 15 in
das Ventil fließt,
entlang dem Wasserweg 18b, der durch Aufdrücken des
Ventilelements 18b1 durch Betätigung der
Nocke 23b des Steuerschafts 23 geöffnet wird,
um den Steuerschaft 23 und durch die Versorgungsöffnung 17 hinaus,
um einen im Wesentlichen linearen Wasserstrom bereitzustellen.
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Wenn der Schalthebel 19a um
90° gegen den
Uhrzeigersinn zurückgedreht
und wieder auf die 12-Uhr-Position gebracht wird, wird das Ventilelement 18a1 durch Loslassen der Nocke 23b des
Steuerschafts 23 nach unten bewegt, und der Wasserweg 18b wird
geschlossen. Stattdessen wird das Ventilelement 18c1 durch
die Nocke 23c des Steuerschafts 23 nach oben gedrückt, und
der Wasserweg 18c wird geöffnet. Das durch den Einlass 15 eintretende
Leitungswasser fließt
entlang dem Wasserweg 18c um den Steuerschaft 23, und der
bereitgestellte Wasserstrom wird zu einem Duschfluss umgeschaltet,
wobei das Wasser durch die Duschversorgungsöffnung 17a hinausfließt.
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Wenn der Schalthebel 19a weitere
90° gegen
den Uhrzeigersinn gedreht und auf die 9-Uhr-Position gestellt wird, wird das
Ventilelement 18a1 durch die Nocke 23a des
Steuerschafts 23 aufgedrückt und der Wasserweg 18a wird
geöffnet.
Der Wasserweg wird umgeschaltet, und das durch den Einlass 15 einströmende Wasser
wird entlang dem Wasserweg 18a zur Durchgangsöffnung 16 geleitet.
Das Leitungswasser, das die Durchgangsöffnung 16 erreicht
hat, wird zur Einflussöffnung 24 der
einen Filter enthaltenen Patrone 12 geleitet. An diesem
Punkt tritt, da die Patrone 12 und der Wasserreinigerkörper 11 mittels des
Bajonettmechanismus über
eine ringförmige Gummidichtung 39 fest
miteinander verbunden sind, kein Wasser aus diesem Abschnitt aus,
sondern fließt
gleichmäßig durch
diesen Abschnitt. Das durch die Einlassöffnung 24 eintretende
Leitungswasser strömt
in dieser Reihenfolge vom Filter 33 durch die Adsorptionsschicht 29 und
das Hohlfaserbündel 28, und
das Wasser wird in diesem Abschnitt filtriert, wonach das filtrierte
Wasser als gereinigtes Wasser aus der Versorgungsöffnung 25 austritt.
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Als Nächstes wird ein Wasserreiniger
vom Waschbeckentyp einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung in Bezug auf die 23 bis 30 erläutert.
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Obwohl in der oben beschriebenen
Ausführungsform
Wasserreiniger mit einer Filtervorrichtung vom Patronentyp erläutert wurden,
wurde in dieser weiteren Ausführungsform
ein Wasserreiniger vom Waschbeckentyp gebaut.
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23 ist
eine perspektivische Ansicht eines Wasserreinigers vom Waschbeckentyp
gemäß dieser
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie in 23 dargestellt,
umfasst ein Wasserreiniger vom Waschbeckentyp 401 (hierin
im Folgenden auch nur als "Wasserreiniger" bezeichnet) einen
Ventilkörper 403,
der direkt mit einem Haushaltswasserhahn 402 verbunden
ist, eine Waschbeckenfiltervorrichtung 404 zum Reinigen
von Leitungswasser und einen Schlauch 405 zum Verbinden
des Ventilkörpers 403 mit
der Filtervorrichtung 404 und Einleiten des Leitungswassers
in die Filtervorrichtung 404. Ein Verbindungsstück 406 ist
zwischen dem Ventilkörper 403 und
dem Schlauch 405 angeordnet, und ein Schalthebel 407 ist
an den Ventilkörper 403 angeschlossen.
Dieses Verbindungsstück 406 wird
unter Einsatz eines Bajonettmechanismus hergestellt, der weiter
unten beschrieben ist.
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Die Struktur des Ventilkörpers 403 ist
der Struktur, die in Bezug auf die erste Ausführungsform erläutert wurde, ähnlich oder
entspricht ihr im Wesentlichen. Daher wird sich die Erklärung im
Folgenden hauptsächlich
auf die Filtervorrichtung 404 und die Verbindungsstruktur
zwischen der Filtervorrichtung und dem Ventilkörper 403 konzentrieren.
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24 zeigt
einen vertikalen Schnitt durch die Filtervorrichtung 404.
Wie in 24 dargestellt, umfasst
die Filtervorrichtung 404 einen zylindrischen äußeren Behälter 440 mit
einem Boden, eine Filtereinheit 441, eine obere Abdeckung 442,
an der die Filtereinheit 441 befestigt ist und die in den äußeren Behälter 440 eingepasst
ist, und einen Stutzen 443 für gereinigtes Wasser.
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Das obere Ende des äußeren Behälters 440 wird
geöffnet,
und eine scheibenförmige
Bodenplatte 444 wird am unteren Ende des äußeren Behälters 440 fixiert.
Ein Ende eines L-förmigen Einlassstutzens 445 wird
unter hermetischen Flüssigkeitsabdichtungsbedingungen
in eine Öffnung 446,
die an einer zentralen Position des Bodens des äußeren Behälters 440 definiert
ist, eingeführt
und mit ihr verbunden. Der Einlassstutzen 445 ist drehbar
auf der Bodenplatte 44 gelagert. Der Schlauch 405 ist
mit einer Einflussöffnung 447 verbunden,
die am anderen Ende des Einlassstutzens 445 vorhanden ist,
um Fluidkommunikation bereitzustellen. Ein Saugnapf 448 ist
auf der unteren Oberfläche
der Bodenplatte 444 angebracht, so dass die Filtervorrichtung 404 leicht auf
einer Basis, wie beispielsweise einer Senke, befestigt und von dieser
gelöst
werden kann.
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Die Filtereinheit 441 umfasst
eine Außenschicht 449,
die beispielsweise ein Adsorbens, wie z. B. Aktivkohle und aktivierten
Korallensand, umfasst, und eine Innenschicht 450, die Hohlfasern
enthält.
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Eine Filter-Trägerplatte 452 ist
mit dem unteren Ende der oberen Abdeckung 442 verbunden,
und diese Filter-Trägerplatte 452 ist
an den äußeren Behälter angeschraubt,
so dass sie befestigt und wieder abgenommen werden kann. Die Filter-Trägerplatte 452 weist
eine Ausflussleitung 453 auf, die eine zentrale axiale
Bohrung enthält,
die zu einer L-förmigen Verbindung
führt,
die sich in eine radiale Richtung vom zentralen Abschnitt der oberen
Oberfläche
der Filter-Trägerplatte 452 nach
außen
erstreckt, sowie einen kurzen zylindrischen Vorsprung mit Innengewinde 454,
der axial von einem zentralen Abschnitt der unteren Oberfläche der
Filter-Trägerplatte 452 nach
unten ragt. Eine Ausflussöffnung 441a am
oberen axialen Ende der Filtereinheit 441 ist durch einen Halsabschnitt
mit Außengewinde
definiert, der mit dem Vorsprung mit Innengewinde 454 zusammenwirken
kann, um jederzeit Montage und Demontage zu ermöglichen. Eine Einflussöffnung 441b am
unteren axialen Ende der Filtereinheit 441 ist so mit der Außenfläche des
Einlassstutzens 445 verbunden, dass jederzeit Montage oder
Demontage möglich
ist, um Fluidkommunikation bereitzustellen.
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Ein Schenkelabschnitt eines L-förmigen Verbindungsstutzens 456 erstreckt
sich von einem halbkreisförmigen,
tieferliegenden Abschnitt 458 mit einer Öffnung 457,
die an einem Randabschnitt der oberen Oberfläche der oberen Abdeckung 442 ausgebildet ist,
nach außen
und nach oben, und der andere Schenkelabschnitt des Verbindungsstutzens 456 ist so
mit der Ausflussöffnung 453 der
Filter-Trageplatte 452 verbunden, dass Fluidkommunikation
möglich ist.
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Ein Endabschnitt eines L-förmigen Stutzens 443 für gereinigtes
Wasser ist mit einem äußeren, axialen
Endabschnitt des Verbindungsstutzens 456 verbunden, so
dass Fluidkommunikation möglich
ist, und der Stutzen 443 ist um die Achse "a" drehbar gelagert. Der andere Endabschnitt
des Stutzens 443 ist nach unten gebogen, und eine Spritzdüse 459 ist
an diesem Endabschnitt bereitgestellt.
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Als Nächstes wird das Verbindungselement unter
Bezugnahme auf 25 erläutert. 25 ist ein Aufriss eines
Verbindungsstücks.
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Wie in 25 dargestellt,
ist das Verbindungsstück 406 als
im Allgemeinen L-förmiges,
zylindrisches Rohr ausgebildet. Der Schlauch 405 wird in eine
einschiebbare Schlauchaufnahmeöffnung 406a des
Verbindungsstücks 405 eingeführt. Eine Öffnung,
die sich radial durch die zylindrische Wand eines Schenkels des
L-förmigen
Rohrs erstreckt, ermöglicht
Fluidkommunikation zwischen dem Verbindungsstück 406 und einem Überdruckventil 461,
das daran befestigt ist. Das Überdruckventil 461 umfasst ein
zylindrisches Rohr, das sich von einem Schenkel des Verbindungsstücks 406 radial
nach außen
erstreckt (wobei das Rohr nach unten hängt, wenn das Verbindungsstück befestigt
wird). Das Rohr grenzt an seinem Achsenende an das Verbindungsstück 406, und
um die Öffnung
ist eine Kugel 467 in eine Position vorgespannt, in der
sie die Öffnung
mithilfe einer Feder 468 verschließt, die in die Röhre eingeführt ist und
sich axial mit dieser erstreckt. Die Kugel 467 und die
Feder 468 ermöglichen
die Kontrolle des Wasserdrucks im Verbindungsstück 406. Ein ringförmiges Regelungselement 469,
das in das Achsen ende des Rohrs eingeschraubt ist, das weiter vom
Verbindungsstück 406 entfernt
ist, ermöglicht
die Regelung der Kraft, die durch die Feder auf die Kugel wirkt,
so dass der Druck auf ein geeignetes Ventil geregelt werden kann.
Wenn nämlich
der Wasserdruck im Verbindungsstück 406 zunimmt,
wird die Kugel 467 durch den Wasserdruck gegen die Vorspannkraft
der Feder 468 gedrückt,
und ein Wasserweg durch die Öffnung
wird bereitgestellt. Daher kann der Wasserdruck auf einem konstanten
Wert gehalten und eine unbeabsichtigte Trennung vom Schlauch 405 verhindert
werden.
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Eine Verbindungsöffnung 406b des Verbindungsstücks 406,
die auf der Seite des Ventilkörpers und
vom schlauchaufnehmenden Teil 406a entfernt positioniert
wird, bildet ein Ende eines Bajonettmechanismus, der ein Verbindungsmittel
zwischen einer Durchlassöffnung 433 des
Ventilkörpers 403 und
der Verbindungsöffnung 406b des
Verbindungsstücks 406 darstellt,
wie im Folgenden unter Bezugnahme auf die 26 und 27 erklärt wird. 26 ist eine perspektivische
Ansicht, die solch ein Verbindungsmittel zeigt, das ganz allgemein
mit 460 bezeichnet ist. 26 zeigt
das Verbindungsstück 406 vom
Ventilkörper 403 abgelöst, und 27 ist ein Aufriss einer
Durchlassöffnung 433 des
Ventilkörpers 403 zum Durchlassen
von Leitungswasser aus dem Ventilkörper 403. In diesen
Abbildungen weisen ein Schalthebel 407 und ein Steuerschaft 412 im
Wesentlichen dieselbe Struktur auf wie jede der oben genannten ersten
Ausführungsform.
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Wie in 26 und 27 dargestellt, ist die Durchlassöffnung 433,
die sich radial von einer Seitenwand des Ventilkörpers 403 erstreckt,
im Allgemeinen zylindrisch und weist ein freies Achsenende auf,
das einen im Allgemeinen konkaven Abschnitt 462 definiert.
Dieser konkave Abschnitt 462 ist so profiliert, dass er
ein Ende des Bajonettmechanismus bildet. Genauer gesagt weist der
konkave Abschnitt 462 ein Paar den Umfang entlang beabstandete
gekerbte Abschnitte 463 und den Umfang entlang zwischen
einzelnen gekerbten Abschnitten ein Paar den Umfang entlang beabstandeter,
sich radial nach innen erstreckender Vorsprünge 464 auf, die sich
jeweils in Umfangsrichtung um die innere Umfangsfläche der
freien Achse und des konkaven Abschnitts 462 erstrecken.
Eine Dichtung 465 ist an ihrem Achsenende, das von dem
den konkaven Abschnitt 462 definierenden weiter entfernt
ist, in die Durchlassöffnung 433 eingepasst.
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Wie in den 25 und 26 dargestellt,
ist der Verbindungsabschnitt 406b des Verbindungsstücks 406 zum
Anschluss an den Ventilkörper
im Allgemeinen zylindrisch und weist ein freies Achsenende auf, das
einen im Wesentlichen konvexen Abschnitt 472 zum Einführen in
die Durchlassöffnung 433 definiert, die
mit dem konkaven Abschnitt 462 ausgestattet ist. Dieser
konvexe Abschnitt 472 ist so profiliert, dass er das andere
Ende des Bajonettmechanismus bildet. Der Außendurchmesser des konvexen
Abschnitts 472 ist nämlich
etwas geringer gewählt
als der Innendurchmesser, der durch die inneren Umfangsfläche des
Paars von Vorsprüngen 464 des
konkaven Abschnitts 462 definiert wird. Genauer gesagt
ist der konvexe Abschnitt 472 so profiliert, dass er ein
Paar den Umfang entlang beabstandeter, konvexseitiger, sich radial
nach außen
erstreckender Vorsprünge 474 bereitstellt,
die sich jeweils in Umfangsrichtung um die äußere Umfangsfläche des
freien Achsenendes des Verbindungsabschnitts 406b erstrecken,
der den konvexen Abschnitt 472 definiert. Jeder konvexe Vorsprung 474 kann
in einen entsprechenden gekerbten Abschnitt 463 des Paars,
das um die innere Umfangsfläche
des konkaven Abschnitts 462 ausgebildet ist, eingeführt werden.
Ein Vorsprung 475 ist auch auf der inneren Umfangsfläche der
Verbindungsöffnung 406b ausgebildet.
Dieser Vorsprung 475 kann mit einem Spitzenabschnitt des
Steuerschafts 412 in Eingriff gebracht werden, der sich
in Richtung der Durchlassöffnung 433 des
Ventilkörpers 403 erstreckt.
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28 eine
vertikale Schnittansicht des Verbindungsmittels 460 in
einem Zustand, in dem der konkave Abschnitt 462 des Ventilkörpers 403 und
der konvexe Abschnitt 472 des Verbindungsstücks 406 miteinander
in Eingriff sind.
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Wie in 28 dargestellt,
werden durch Einführen
des konvexen Abschnitts 472 in den konkaven Abschnitt 462 und
das darauffolgende Drehen eines oder beider Abschnitte in Bezug
aufeinander um ihre gemeinsame Achse gegenüberliegende Oberflächen der
konkavseitigen Vorsprünge 464 und
der konvexseitigen Vorsprünge 474 miteinander
in Eingriff gebracht, und der Ventilkörper 403 und das Verbindungsstück 406 werden
miteinander verbunden. Durch Drehen eines oder beider der konvexen
und konkaven Abschnitte in Bezug aufeinander in die entgegengesetzte
Richtung, werden die konkavseitigen Vorsprünge 464 und die konvexseitigen
Vorsprünge 474 voneinander
gelöst,
so dass der Ventilkörper 403 vom
Verbindungsstück 406 gelöst werden
kann.
-
Wie in 26 dargestellt,
ist die Umfangsfläche 474a jedes
konvexseitigen Vorsprungs 474, der mit einem konkavseitigen
Vorsprung 464 in Eingriff ist, entlang der Umfangsrichtung
geneigt, so dass die relative Bewegung beider Abschnitte in Drehrichtung so
glatt vor sich geht und das Ausmaß des Eingriffs zwischen beiden
Abschnitten verbessert werden kann. Ein Anschlag 476 ist
an einer Umfangsendposition jedes konvexseitigen Vorsprungs 474 bereitgestellt,
um die relative Drehbewegung beider Vorsprünge 474 und 462 um
die Achse zu regeln. Wenn der Endabschnitt des konkavseitigen Vorsprungs 464 in
Kontakt mit diesem Anschlag 476 des konvexseitigen Vorsprungs 474 kommt,
können
beide Vorsprünge 464 und 474 auf
geeignete Weise miteinander in Eingriff kommen, und die innere Umfangsfläche des konvexen
Abschnitts 472 drückt
so auf die Dichtung 465 (28),
dass der konvexe Abschnitt 472 und der konkave Abschnitt 462 unter
einer hermetischen Flüssigkeitsdichtungsbedingung
in Eingriff kommen.
-
Die 29 und 30 sind vertikale Schnittansichten
des Verbindungsmittels 460 zur Erläuterung des Verbindungsvorgangs.
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Wird das mit dem Schlauch 405 verbundene Verbindungsstück 406 im
ersten Schritt, wie es in 29 dargestellt
ist, mit dem Ventilkörper 403 verbunden,
der in einer vertikalen Stehposition fixiert ist, wird die schlauchaufnehmende Öffnung 406a des Verbindungsstücks 406 in
einer vertikalen stehenden Position fixiert, so dass sie nach unten
gerichtet ist. Unter diesen Bedingungen werden die konvexseitigen
Vorsprünge 474 des
konvexen Abschnitts 472 in die gekerbten Vorsprünge 463 des
konkaven Abschnitts 462 eingeführt. Im zweiten Schritt wird,
wie in 30 dargestellt,
das Verbindungsstück 406 in
einem Winkel von etwa 90° – gesehen
von der Seite des Ventilkörpers 403 – ge gen
den Uhrzeigersinn gedreht. Durch diesen Vorgang nehmen die konkavseitigen
Vorsprünge 464 eine
axiale Stellung zwischen einem Achsenende der Verbindungsöffnung 406b, das
weiter vom freien Achsenende entfernt ist, und den konvexseitigen
Vorsprüngen 474 (26 und 28) des konvexen Abschnitts 472 am
freien Achsenende des Verbindungsteils 406b ein. Wenn das
Verbindungsstück 406 gedreht
wird, werden die entsprechenden konkavseitigen Vorsprünge 464 langsam mit
den Abschrägungen 474a der
entsprechenden konvexseitigen Vorsprünge 474 in Eingriff
gebracht, und wenn die Umfangsendabschnitte der konkavseitigen Vorsprünge 464 in
Kontakt mit den jeweiligen Anschlägen 476 kommen, werden
der Ventilkörper 403 und
das Verbindungsstück 406 unter
einer hermetischen Flüssigkeitsabdichtungsbedingung
miteinander verbunden. An diesem Punkt ist das Verbindungsstück 406 horizontal
ausgerichtet (30).
-
Somit kann beim Wasserreiniger 401 gemäß dieser
Ausführungsform
das mit dem Schlauch 405 verbundene Verbindungsstück 406 im
Wesentlichen nur durch den zweiten Schritt mit dem Ventilkörper 403 verbunden
werden. Daher kann das Verbindungsstück 406 im Vergleich zu einem
herkömmlichen
Verbindungsstück
vom Schraubtyp leichter und dichter mit dem Ventilkörper 403 verbunden
werden. Außerdem
kann, wenn das Verbindungsstück 406 durch
Stellen der schlauchaufnehmenden Öffnung 406a des Verbindungsstücks 406 in
eine vertikale Position, so dass sie nach oben gerichtet ist (im
Gegensatz zu der oben beschriebenen Position), verbunden wird, kann
die Verbindung durch Einführen des
konvexen Abschnitts 472 in den konkaven Abschnitt 462 und
Drehen um einen Winkel von etwa 90° hergestellt werden. Da die
schlauchaufnehmende Öffnung 406a horizontal
ausgerichtet wird (im Gegensatz zu der oben beschriebenen Ausrichtung), kann
ihre Stellposition und -richtung auf geeignete Weise geändert werden,
so dass der angeschlossene Schlauch 405 nicht blockiert
wird.
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Es kann vorkommen, dass das Verbindungsstück 406 vom
Ventilkörper 403 abgelöst wird,
während
die Nocke des Steuerschafts 412 den mit der Filtervorrichtung 404 verbundenen
Wasserweg öffnet,
d. h. der Schalthebel 407 in eine Position zur Wasserreinigung
gebracht wird (siehe erste Ausführungsform).
In solch einem Fall ist der Vorsprung
475 auf der Innenfläche des
konvexen Abschnitts 472 während des Lösens in Eingriff mit dem Spitzenabschnitt
des Steuerschafts 412, der sich durch die Durchlassöffnung 433 erstreckt.
Somit dreht gleichzeitig mit der relativen Drehung des konvexen
Abschnitts 472 und des konkaven Abschnitts 462 um die
Achse auch der Vorsprung 475 den Steuerschaft 412,
so dass der oben beschriebene Wasserweg geschlossen wird (26). Durch diesen Vorgang
tritt kein Wasser aus der Durchlassöffnung 433 aus, auch wenn
das Verbindungsstück 406 vom
Ventilkörper 403 gelöst wird.
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Beim Wasserreiniger vom Waschbeckentyp gemäß dieser
Ausführungsform
kann, da ein ähnliches
Mehrwegventil verwendet wird wie in der ersten Ausführungsform,
das Bewegungsausmaß eines
gewählten
Ventilelements, das notwendig ist, um einen gewählten Wasserweg zu öffnen und
zu schließen, im
Vergleich zu einem herkömmliche
Mehrwegventil vermindert werden, das Mehrwegventil kann als Ganzes
klein gehalten werden und die Menge der Restflüssigkeit im Ventil kann verringert
werden. Außerdem
kann, wenn die Ventilelemente entfernt oder ausgetauscht werden,
dieser Vorgang im Vergleich zum Vorgang bei herkömmlichen Ventilen, bei denen fast
das gesamte Ventil auseinander genommen werden muss, vereinfacht
werden, weil nur der obere Abschnitt des Ventilgehäuses geöffnet werden
muss.
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Darüber hinaus können der
Ventilkörper
und das Verbindungsstück
(der Schlauch) sehr leicht und gut aneinander angeschlossen und
voneinander gelöst
werden, weil die Durchgangsöffnung
des Ventilkörpers
und das mit dem Schlauch verbundene Verbindungsstück durch
den oben beschriebenen Bajonettmechanismus miteinander verbunden
sind. Da die Anschlussbedingung und die Richtung des den Schlauch
umfassenden Verbindungsstücks
entsprechend verändert
werden können,
kann der Schlauch in eine Richtung eingestellt werden, die zum Anschluss
oder zum Ablösen
gewünscht
sind, so dass der Schlauch nicht blockiert wird.
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Des Weiteren können im Bajonettmechanismus
der konvexe Abschnitt und der konkave Abschnitt relativ gleichmäßig in Bezug
aufeinander um die Achse gedreht werden, wo bei gleichzeitig Vorsprünge miteinander
in Eingriff kommen können,
um guten Kontakt bereitzustellen, wenn beide Abschnitte miteinander
verbunden sind, indem zumindest eine Seitenfläche der konvexseitigen Vorsprünge und
der konkavseitigen Vorsprünge
in Umfangsrichtung geneigt ist. Während des Anschlussvorgangs
kann der Anschlag, der am Endabschnitt zumindest einer der konvexseitigen
Vorsprünge
und konkavseitigen Vorsprünge
ausgebildet ist, die relativen Positionen des konvexen Abschnitts
und des konkaven Abschnitts in ihre Drehrichtung um die Achse regeln,
und der Ventilkörper
und das Verbindungsstück
zum Schlauch können
so miteinander verbunden werden, dass sie eine geeignete Richtung
annehmen und dass das Austreten von Wasser am Verbindungsabschnitt
verhindert wird.