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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft im Allgemeinen Toiletten und insbesondere Ventile
zum Füllen
eines Toiletten-Spülkastens
mit Wasser.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Eine
herkömmliche
Toilettenkonfiguration umfasst eine Toilettenschüssel und einen Spülkasten,
welcher einen Wasservorrat zum Spülen der Schüssel vorsieht. Füllventile,
wie beispielsweise jene, die in
EP
0084082 ,
US 2,129,958 ,
DE 2210846 und
US 5,738,141 offenbart sind, werden üblicherweise
in dem Spülkasten
angeordnet und sind angepasst, Wasser von einer externen Quelle
zu erhalten, um den Spülkasten
nach dem Spülvorgang
wieder aufzufüllen.
Derartige Füllventile
umfassen üblicherweise
ein Gehäuse
mit einem Wasserdurchflusskanal und einen Einlass für das Wasser.
Ein Ventil ist in dem Wasserdurchflusskanal zwischen dem Wassereinlass
und einem Fallrohr, welches einen Wasserauslass in dem Spülkasten
bildet, angeordnet. Das Ventil wird durch einen Schwimmermechanismus
betrieben, um ein kontrolliertes Wiederauffüllen des Spülkastens nach dem Spülvorgang
vorzusehen.
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In
der Vergangenheit wurden Druckregler auf der Einlassseite des Ventils
vorgesehen, um den Druck des Wassers innerhalb des Wasserdurchflusskanals
zu steuern. Da dieser Kanal üblicherweise eine
horizontale Konfiguration zu dem Ventil hin aufwies, wurde der Druckregler
so orientiert, dass er sich horizontal innerhalb des Kanals erstreckt.
Dies machte ein größeres Gehäuse erforderlich,
und es war weiterhin erforderlich, dass sich das Gehäuse eine
bedeutende Strecke in den Spülkasten
erstreckt.
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Da
das Fallrohr üblicherweise
vertikal orientiert ist, neigte das Wasser in der Vergangenheit
dazu, stufenförmig
mit einer hohen Geschwindigkeit und Turbulenz nach unten zu laufen.
Das Ergebnis davon war, dass das Wasser mit einer bedeutenden Rauschlautstärke auf
dem Boden des Spülkastens aufprallte.
Dieses Rauschen war besonders störend, so
dass verschiedene Versuche unternommen wurden, die Wände des
Spülkastens
zu isolieren, um das Rauschen innerhalb des Spülkastens zu halten.
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Es
ist ein ständiges
Interesse, die mit dem Spülen
einer Toilette und dem anschließenden
Wiederauffüllen
des Spülkastens
verbundene Rauschlautstärke
zu verringern. In dem Fall eines Füllventils wird dieses Rauschen
im Allgemeinen der Wassergeschwindigkeit und -turbulenz wie auch
den auf Querflächen
auftreffenden Wasserströmen
zugeschrieben. Das Rauschen ist im Allgemeinen von zwei Arten. Eine
erste Art wird durch die Luft übertragen
und wird im Allgemeinen als Luftrauschen bezeichnet. Eine zweite
Art von Rauschen wird durch Vibration durch feste Gegenstände hindurch,
wie beispielsweise das Ventilgehäuse
und mit dem Plumpsen verbundene Rohre, übertragen. Dieses Rauschen
wird allgemein als "Rohrrauschen" bezeichnet. In der
Vergangenheit wurde Wasser in einem Versuch, die Wassergeschwindigkeit
zu verlangsamen und einen Teil des Rauschens zu dämpfen, durch Glasperlenbehälter geleitet.
Dämpfer
wurden ebenfalls auf Rohren und Schläuchen verwendet in einem Versuch,
Vibrationen zu absorbieren. Diese Versuche hatten nur eine begrenzte
Wirkung auf das mit Füllventilen
für Toilettenspülkästen verbundene
Luft- und Rohrrauschen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Nachteile im Stand der Technik werden mit der vorliegenden Erfindung überwunden,
wobei eine Ausführungsform
erfordert, dass der Druckregler in dem Auslassabschnitt des Wasserdurchflusswegs
angeordnet wird. So positioniert, ist der Druckregler auf der dem
Wassereinlass gegenüberliegenden
Seite des Ventils angeordnet. Das Gehäuse des Ventils umfasst Einlassabschnitte,
welche angepasst sind, in einer im Allgemeinen vertikalen Orientierung angebracht
zu werden, sowie Auslassabschnitte, die angepasst sind, in einer
im Allgemeinen senkrechten Orientierung angebracht zu werden. In
dieser Ausführungsform
erstreckt sich der Druckregler in die Auslassabschnitte des Gehäuses sowie
in das Fallrohr. In dieser Konfiguration ist es nicht erforderlich, dass
ein Druckregler in den horizontalen Abschnitten des Gehäuses vorgesehen
wird, so dass die Breite des Ventils bei einer minimalen Abmessung
gehalten werden kann. Dadurch wird es möglich, dass das Füllventil
der vorliegenden Erfindung in nächster Nähe der Wand
des Spülkastens
angebracht werden kann.
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Der
Druckregler umfasst vorzugsweise abgestufte Zylinder, die den Innendurchmesser
abgrenzen, und eine spiralförmige
Struktur mit einer Mehrzahl von parallelen radialen Flanschen, die
den Außendurchmesser
abgrenzen. Diese Konfiguration erleichtert die Herstellung des Druckreglers
in einem Formungsprozess erheblich. Die spiralförmige Struktur wird in den
vertikalen Abschnitten des Gehäuses betrieblich
angeordnet. Indem das Wasser dazu gebracht wird, in der vertikalen
spiralförmigen
Struktur nach oben zu fließen,
wird durch Schwerkraft ermöglicht,
eine Druckregulierung des Wassers zu erleichtern. Axial von der
spiralförmigen
Struktur erstreckt sich ein Montagevorsprung, welcher eine Vielzahl von
Zähnen
aufweist, die abgewinkelt sind, um das Einführen in das Fallrohr zu erleichtern
und das Entfernen aus dem Fallrohr zu verhindern.
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Das
mit einem Füllventil
verbundene Rauschen ist in erster Linie eine Folge der Wasserdurchflusseigenschaften.
Wasser mit einer hohen Geschwindigkeit und einem hohen Maß an Turbulenz erzeugt
beachtliches Rauschen, wenn es längs
eines Durchflusswegs strömt.
Der mit der vorliegenden Erfindung verbundene Druckregler reduziert
die Geschwindigkeit des Wassers bedeutend, und verschiedene Durchflussrichtungsgeber
reduzieren die Turbulenz. Zusätzlich
wurde die Kombination aus dem Druckregler und dem Fallrohr mit verschiedenen Durchmesservergrößerungen
versehen, welche jeweils eine Energieabnahme erzeugen. Als Ergebnis wird
ein hohes Maß an
Laminarströmung
mit einer bedeutend verminderten Geschwindigkeit erzeugt. Die sich
ergebende Rauschdämpfung,
auch diejenige, welche sich daraus ergibt, dass Wasser direkt auf die
rechtwinklige Bodenseite des Spülkastens
auftrifft, lässt
das Füllventil
der vorliegenden Erfindung im Betrieb beinahe geräuschlos
sein.
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In
einem Gegenstand der Erfindung beinhaltet ein Füllventil für einen Toilettenspülkasten
mit Wasserdurchflusskanal ein Gehäuse, welches einen Abschnitt
des Kanals abgrenzt. Ein Ventil ist in dem Kanal des Gehäuses angeordnet
und teilt das Gehäuse
in einen vorgeschalteten Abschnitt und einen nachgeschalteten Abschnitt.
Ein Druckregler ist in dem nachgeschalteten Abschnitt des Gehäuses angeordnet,
wo er einen Druckabfall in dem Gehäuse auf der dem Wassereinlass
gegenüberliegenden
Seite des Ventils vorsieht. Der Druckregler bildet mit einem Fallrohr
eine Expansionsstufe, welche die Laminarströmung innerhalb des Fallrohrs
erleichtert. In einem anderen Gegenstand der Erfindung umfasst der Druckregler
eine spiralförmige
Struktur, welche eine Achse aufweist und konfiguriert ist, um den
Wasserdurchflusskanal in der Form einer Spirale zu bilden. Ein erster
Flansch innerhalb der spiralförmigen Struktur
ist im Allgemeinen in einer ersten radialen Ebene orientiert, während ein
zweiter Flansch innerhalb der spiralförmigen Struktur im Allgemeinen
in einer zweiten Ebene orientiert ist. Eine Rampe innerhalb der
spiralförmigen
Struktur erstreckt sich quer zu der Achse der ersten Ebene und der
zweiten Ebene. Der Druckregler beinhaltet ebenfalls einen Montagevorsprung,
der sich in das Fallrohr hinein erstreckt und mit dem Fallrohr eine
Expansionsstufe bildet, welche die Laminarströmung innerhalb des Fallrohrs erleichtert.
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In
einem weiteren Gegenstand der Erfindung beinhaltet eine Toilette
einen Spülkasten,
welcher einen Vorrat zum Spülen
der Toilette vorsieht. Ein Füllventil
ist angeordnet, um eine kontrollierte Abgabe von Wasser nach dem
Spülen
der Toilette in den Spülkasten
vorzusehen. Das Füllventil
beinhaltet ein Gehäuse
und ein Ventil, das in dem Wasserdurchflusskanal des Gehäuses angeordnet
ist, um die Abgabe von Wasser in den Spülkasten hinein zu steuern.
Ein Fallrohr, welches sich zwischen dem Ventil und dem Spülkasten
erstreckt, umfasst Abschnitte, welche eine Expansionsstufe abgrenzen,
die im Wesentlichen Laminarströmung
innerhalb des Fallrohrs herstellt. Spülkastenwasser in dem Fallrohr
erzeugt einen Gegendruck, der weiterhin die Laminarströmung des
Füllwassers
erleichtert.
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Diese
und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher
anhand einer Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
und Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungsfiguren.
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Beschreibung
der Zeichnungsfiguren
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1 ist
eine Aufrissansicht von vorn einer Toilette mit einer Schüssel und
einem Spülkasten
mit einem Füllventil
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Draufsicht auf das Füllventil
für einen
Toilettenspülkasten;
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3 ist
eine Seitenansicht des Füllventils für einen
Toilettenspülkasten;
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5 ist
eine Explosionsansicht des Füllventils
für einen
Toilettenspülkasten
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 ist
eine Aufrissansicht von hinten des Füllventils für einen Toilettenspülkasten
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6 ist
eine axiale Querschnittsansicht des Füllventils für einen Toilettenspülkasten
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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7 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linien 6–6 aus 4;
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8 ist
eine Seitenaufsicht auf den mit dem Füllventil der vorliegenden Erfindung
verbundenen Druckregler;
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9 ist
eine axiale Querschnittsansicht des in 8 dargestellten
Druckreglers;
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10 ist
eine perspektivische Ansicht von der Seite und von oben einer weiteren
Ausführungsform
des Füllventils
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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11 ist
eine Explosionsansicht des in 10 dargestellten
Ventils;
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12 ist
eine axiale Querschnittsansicht entlang der Linien 12–12 aus 10;
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13 ist
eine axiale Querschnittsansicht entlang der Linien 13–13 aus 12;
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14 ist
eine vergrößerte Seitenansicht der
Fallrohrstruktur, welche eine Fensteranordnung von gegenüberliegenden
Fenstern darstellt; und
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15 ist
Explosionsansicht von unten und von der Seite, welche einen Fallrohrverbinder
darstellt.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsform
und beste Art und Weise der Erfindung
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Eine
Toilette ist in 1 dargestellt und im Allgemeinen
mit der Bezugsziffer 10 gekennzeichnet. Die Toilette 10 ist
von der Art, welche eine Schüssel 12 und
einen Spülkasten 14,
der einen Vorrat 16 für Wasser 18 vorsieht,
umfasst. In diesem Fall wird der Spülkasten 14 durch ein
Paar Seitenwände 21 und 23,
eine Rückwand 25,
eine Bodenwand 27 und eine Vorderwand (nicht dargestellt)
gebildet. Ein Füllventil 30 gemäß der vorliegenden
Erfindung ist innerhalb des Spülkastens 14 angebracht
und angepasst, Wasser von einer externen Quelle (nicht dargestellt) durch
die Seitenwand 21 zu erhalten. Im Betrieb wird die Toilette 10 durch
das Betätigen
eines Spülventils 32,
welches das Wasser 18 aus dem Vorrat 16 in die Schüssel 12 ablässt, gespült. Während und
nach diesem Spülvorgang
sorgt das Füllventil 30 für eine kontrollierte
Abgabe von Wasser von der externen Quelle (nicht dargestellt) in
den Vorrat 16, um den Spülkasten 14 vor dem
nächsten
Spülvorgang
wieder aufzufüllen.
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Das
Füllventil 30 in
der dargestellten Ausführungsform
umfasst ein Gehäuse 34,
welches einen Wasserdurchflusskanal 36 abgrenzt, der sich
von einem Einlass 38 in ein Fallrohr 41 erstreckt.
In dieser Ausführungsform
umfasst das Gehäuse
einen Einlassabschnitt 43, der sich im Allgemeinen horizontal entlang
einer Achse 45 zu einem Ventil 47 erstreckt. Auf
der anderen Seite des Ventils 47 wird der Wasserdurchflusskanal 36 durch
einen Auslassabschnitt 50 abgegrenzt, der sich im Allgemeinen
vertikal entlang einer Achse 52 in das Fallrohr 41 erstreckt.
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Ein
Schwimmer 61 wird von der Oberfläche des Wassers 18 getragen,
wenn er auf das Fallrohr 41 entlang der Achse 52 gleitet.
Der Schwimmer 61 ist mit einem anpassbaren Schaft 63 verbunden,
welcher wiederum an einen mit dem Ventil 47 verbundenen
Arm 65 gekoppelt ist. Im Betrieb steigt der Schwimmer 61 entlang
des Fallrohrs 41 ab, wenn die Oberfläche des Wassers 18 in
dem Spülkasten
fällt. Der
anpassbare Schaft 63 steigt mit dem Schwimmer 61 ab
und bewirkt, dass der Arm 65 nach unten schwenkt. Der Betrieb
des Arms 65 ist in 3 am besten
dargestellt, wo der Arm 65 so dargestellt ist, dass er
mit drei Flanschen 70, 72 und 74 in das
Ventil 47 eingreift. Die Flansche 70 und 74 beinhalten
jeweils eine Drehpunktlasche 76 und 78, um welche der
Arm 65 schwenkt. Mit dieser Schwenkbewegung bewegt der
Flansch 72 auf bekannte Weise einen Stift 81 in
das Ventil hinein und aus dem Ventil heraus. Wenn der Arm 65 mit
einem absteigenden Schwimmer 61 nach unten schwenkt, wird
der Stift 81 nach außen
gedrückt,
um das Ventil 47 zu öffnen, und
ermöglicht
Flüssigkeitskommunikation
zwischen dem Einlassabschnitt 43 und dem Auslassabschnitt 50 des
Gehäuses 34.
Wenn der Arm 65 mit einem aufsteigenden Schwimmer 61 nach
oben schwenkt, wird der Stift 81 nach innen gedrückt, um
das Ventil 47 zu schließen und Flüssigkeitskommunikation zwischen
dem Einlassabschnitt 43 und dem Auslassabschnitt 50 des
Gehäuses 34 zu
verhindern.
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Einige
der Innenbestandteile des Füllventils 30 werden
am besten in der aufgeweiteten Ansicht aus 5 dargestellt.
Diese Bestandteile beinhalten einen Gegensiphon-Einsatz 83,
welcher oben in dem Gehäuse 34 angebracht
ist und mit einer Kappe 85 bedeckt ist. Der Einsatz 83 umfasst
eine Flanschstruktur 87, welche sich im Allgemeinen axial
von einem Ring 90 erstreckt. Die Innenbestandteile des Ventils 30 umfassen
ebenfalls einen Druckregler 92, der unten genauer beschrieben
wird. Der Einsatz 83 und die zugeordnete Kappe 85 bilden
einen Luftspalt 94, der am besten in 6 dargestellt
wird.
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Diese
Struktur dient als ein Luftspalt, da sich der Einsatz 83 vertikal
innerhalb des Ventils 30 frei bewegen kann. Wenn Wasser
durch das Ventil 30 strömt,
wird der Einsatz 83 gegen die Kappe 85 gedrückt und
bildet eine Dichtung, die einen Wasserverlust durch den Luftspalt 94 verhindert.
Wenn jedoch kein Wasser in dem Ventil 30 vorhanden ist,
fällt der Einsatz 83 nach
unten und sorgt für
Flüssigkeitskommunikation
durch den Luftspalt 94 und verhindert damit das Absaugen
von Wasser durch das Ventil 30.
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6 ist
ebenfalls am besten geeignet, um den Strom des Wassers 18 innerhalb
des Ventils 30 zu beschreiben. Anfänglich tritt das Wasser 18 durch den
Einlass 38, wie durch einen Pfeil 96 dargestellt ist,
in das Ventil 30 ein. von dem Einlass 38 strömt das Wasser
in einen Wasserdurchflusskanal 98, welcher einen Einlasskanal 101 umfasst,
der sich zu dem Ventil 47 erstreckt. Dieser Wasserstrom
wird am besten durch einen Pfeil 103 dargestellt.
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Außerhalb
des Ventils 47 wird der Wasserdurchflusskanal 98 durch
einen Auslasskanal 105 abgegrenzt, wo der Wasserstrom durch
einen Pfeil 107 angezeigt wird. von diesem Auslasskanal 105 strömt das Wasser 18 durch
die Flanschstruktur 87 des Einsatzes 83 aufwärts und
in einen mit der Bezugsziffer 110 bezeichneten Hohlraum
hinein. Dieser Hohlraum 110 erstreckt sich zum Boden des
Gehäuseauslasskanals 50,
wo er auf den Druckregler 92 trifft. Von dieser Stelle
am Boden des Gehäuses 34 strömt das Wasser 18,
wie durch den Pfeil 112 dargestellt ist, nach oben in den
Druckregler 92. An der Spitze des Druckreglers 92 trifft
das Wasser auf die entwirbelnden Flügel 93, welche sich
vertikal radial erstrecken und im Wesentlichen die Turbulenz infolge
des verwirbelten Wasserstroms eliminieren. Von den Flügeln 93 steigt
das Wasser in einen mittigen, mit dem Regler 92 verbundenen
Kanal 114 ab. Dieser Wasserstrom wird durch einen Pfeil 116 dargestellt.
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Unter
Bezugnahme auf 8 und 9 wird deutlich
gemacht, dass eine bevorzugte Ausführungsform des Druckreglers 92 eine
spiralförmige Struktur 121 und
ein Montagevorsprung 123, welcher durch eine ringförmige Scheibe 125 abgetrennt
ist, umfasst. Wie am besten in der axialen Querschnittsansicht in 9 dargestellt
ist, beinhaltet die spiralförmige
Struktur 121 einen axialen Schlauch 127 und eine
Mehrzahl ringförmiger
Flansche 130–139,
welche sich im Allgemeinen radial von dem Schlauch 127 erstrecken.
Diese Flansche 130–139 sind
in einer bevorzugten Ausführungsform
gestaffelt und durch eine Mehrzahl Rampen 140–148 verbunden, die
sich jeweils zwischen einem gegenüberliegenden Paar der Flansche 130–139 in
der Art, wie in 8 dargestellt, erstrecken. Diese
Konfiguration der spiralförmigen
Struktur 121 ist besonders vorteilhaft, da sie den Vorgang
der Formung des Druckreglers 92 bedeutend erleichtert.
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Im
Betrieb sorgt die spiralförmige
Struktur 121 für
einen gewundenen Weg für
das Wasser, wie durch den Pfeil 112 dargestellt. Dieser
gewundene Weg verlängert
den Durchflusskanal des Wassers, wodurch die Energieverluste entlang
der Wände
des Wegs erhöht
werden. Diese Wandverluste werden weiterhin durch die Energie, die
erforderlich ist, um das Wasser um die spiralförmige Struktur 121 zu
drehen, erhöht.
Auf diese Art erzeugen Energieverluste als Ergebnis der spiralförmigen Struktur
einen bedeutenden Druckabfall und sorgen dadurch für die gewünschte Druckregelung.
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Die
vertikale Orientierung des Druckreglers 92 ermöglicht der
Struktur, beim Regeln des Drucks des Wassers 18 von der Schwerkraft
zu profitieren. Mit einem Strömungsweg,
der am Boden der spiralförmigen
Struktur 121 beginnt und an der Spitze der Struktur 121 endet,
wird eine weitere Regelung des Drucks erreicht.
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In
der dargestellten Ausführungsform
umfasst der Montagevorsprung 123 des Druckreglers 92 einen
Zylinder 152, welcher mit dem Zylinder 129 der spiralförmigen Struktur 121 koaxial
ist. Radial nach außen
von dem Zylinder 152 erstrecken sich mehrere Flansche 154, 156 und 158,
welche jeweils mit einer Mehrzahl Zähne 161 versehen sind,
die so konfiguriert sind, dass sie zu dem Ring 125 und
der spiralförmigen
Struktur 121 gerichtet sind. Dieser Montagevorsprung 123 ist
derart bemaßt
und konfiguriert, dass die Flansche 154–158 eine Passung
mit hoher Reibung mit dem Fallrohr 41 bilden, wie am besten
in 6 dargestellt ist. Da die Zähne 161 in die Richtung
der spiralförmigen
Struktur 121 weisen, wird die Montage des Vorsprungs 123 in
das Fallrohr 41 hinein erleichtert, während das Entfernen der Struktur 123 aus
dem Fallrohr 41 verhindert wird. Sobald der Vorsprung 123 betriebsbereit
angebracht ist, bildet er tatsächlich
einen Teil des Fallrohrs 41, indem er die Endkonfiguration
des Wasserdurchflusskanals abgrenzt.
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Als
besonders vorteilhaft wird erachtet, dass der für das Wasser 18 vorgesehene
vertikale Abfall, wenn es von dem Druckregler 92 und durch
das Fallrohr 41 geht, mehrere Expansionsstufen umfasst, wie
beispielsweise die in 6 mit den Bezugsziffern 165, 167 und 170 gekennzeichneten.
Jede dieser Stufen wird durch eine Struktur abgegrenzt, welche den
Durchmesser in der Richtung nach unten vergrößert. Folglich wird die Expansionsstufe 165 durch den
Innendurchmesser des Schlauchs 127, welches sich zu dem
Innendurchmesser des Rohrs 152 ausweitet, abgegrenzt. Auf ähnliche
Weise wird die Expansionsstufe 167 durch eine Ausweitung
des Innendurchmessers zwischen dem oberen Ende des Rohrs 152 und
dem unteren Ende des Rohrs 152 abgegrenzt. Die Expansionsstufe 170 wird
durch eine Vergrößerung von
dem Innendurchmesser des Rohrs 152 zu dem Innendurchmesser
des Fallrohrs 41 abgegrenzt. In jedem dieser Fälle sorgen
die Expansionsstufen 165–170 für eine bedeutende
Abnahme der Energie des Wassers. Mit dieser Energieabnahme nimmt
die Geschwindigkeit und Turbulenz des Wassers bedeutend ab. Als
Ergebnis weist das Wasser, das aus dem Fallrohr 41 ausströmt und die Wand 27 des
Spülkastens 14 berührt, im
Wesentlichen Laminarströmung
auf. Wenn das Wasser in den Vorrat 16 hinein fließt, vermindert
seine Laminarströmung
das mit dem Wiederauffüllen
des Spülkastens 14 verbundene
Rauschen erheblich.
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Aus
der vorstehenden Beschreibung wird offensichtlich, dass diese Ausführungsform
der Erfindung eine vertikale Orientierung des Druckreglers 92 vorsieht.
Des Weiteren ist der Regler 92 auf der Auslassseite des
Ventils 47 angeordnet, wo er in dem vertikalen Auslasskanal 50 des
Gehäuses 34 angebracht
ist. Diese strukturelle Konfiguration ist besonders vorteilhaft,
da sie auf bedeutende Weise die horizontale Breite des Füllventils 30 vermindert.
Folglich kann das Ventil 30 in direkter Nähe der Seitenwand 21 des
Spülkastens 14 gehalten
werden.
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Das
Bilden der spiralförmigen
Struktur 121 des Druckreglers 92 mit einer Mehrzahl
radialer Flansche wird ebenfalls als besonders vorteilhaft erachtet.
Dies erleichtert das Formen des Teils erheblich, wodurch die Herstellerkosten
reduziert werden.
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Eine
weitere Ausführungsform
des Füllventils
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in 10 dargestellt, wobei Strukturelemente,
die den zuvor beschriebenen ähnlich
sind, mit den gleichen Bezugsziffern mit einem nachgestellten Kleinbuchstaben "a" gekennzeichnet sind. Folglich umfasst
das Füllventil 30a aus 10 (fortschreitend
entlang des Wasserdurchflusskanals 36a) einen Einlass 38a,
ein Gehäuse 34a und
ein Ventil 47a, das durch einem Arm 65a bedienbar
ist. Dem Ventil 47a nachgeschaltet erstreckt sich der Wasserdurchflusskanal 36a durch
einen Gegensiphoneinsatz 83a und in einen Auslassabschnitt 50a hinein,
der ein Fallrohr 41a umfasst. Wie in 11 dargestellt,
kann das Fallrohr 41a als Teil einer Fallrohrstruktur 181 gebildet
werden, welche ebenfalls einen Druckregler 92a umfasst.
In einer bevorzugten Ausführungsform
ist diese Fallrohrstruktur 181 an das Gehäuse 34a durch
einen Verbinder 183 gekoppelt.
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12 ist
eine axiale Querschnittsansicht, wobei der Schnitt entlang der Achse
der horizontalen Ventilstruktur wie auch der Achse der vertikalen
Fallrohrstruktur gemacht wurde. Dementsprechend ist 12 ähnlich zu
der Ansicht aus 6 der vorangegangenen Ausführungsform.
Aus dieser Ansicht wird ersichtlich, dass beide Ausführungsformen
den Wasserstrom entlang eines Einlasskanals 101a leiten,
der sich zu dem Ventil 47a erstreckt. Außerhalb des
Ventils 47a wird der Wasserstrom entlang eines Auslasskanals 105a geleitet,
der zu dem Gegensiphoneinsatz 83a führt. Jedoch kommuniziert in
der Ausführungsform
aus 10 der Hohlraum 110a, welcher den Gegensiphoneinsatz 83a umgibt, über eine
Kammer 185 mit der Spitze des spiralförmigen Druckreglers 92a.
Im Gegensatz zu der Ausführungsform
aus 6 fließt
die Wasserströmung
in der Ausführungsform
aus 10 durch den spiralförmigen Druckregler 92a nach
unten. Trotz dieser Bewegung in Richtung der Schwerkraft vermindert
der Druckregler 92a die Energie des in die Fallrohrstruktur 181 strömenden Wassers
bedeutend.
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Eine
weitere Energieverminderung, die in dieser Ausführungsform von besonderer Bedeutung ist,
wird am besten mit Bezugnahme auf die vergrößerte Ansicht aus 14 verständlich.
Wenn das Wasser durch den Druckregler 92a nach unten entlang
der ringförmigen
Flansche 131a–138a und
zugeordneter Rampen 147a–143a strömt, kommt
es an einer im Allgemeinen mit Bezugsziffer 187 gekennzeichneten
Teilungsstelle an. Diese Stelle 187 ist durch einen einzelnen
Durchflusskanal zwischen den ringförmigen Flanschen 135a und 137a,
welcher in einen vertikalen Kanal 190 und einen horizontalen Kanal 192 aufteilt,
gekennzeichnet.
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Der
Wasserstrom durch diese Teilungsstelle 187 wird durch einen
Pfeil 194 dargestellt, welcher sich in einen Pfeil 196, der
in den vertikalen Kanal 190 führt, und einen Pfeil 198,
der in den horizontalen Kanal 192 führt, aufteilt. Der horizontale
Kanal 192 führt
zu einem weiteren vertikalen Kanal 201, der dem Kanal 190 ähnlich ist,
aber auf der gegenüberliegenden
Seite des Druckreglers 92a angeordnet ist. Auf diese Weise
wird das Wasser in dem Durchflusskanal in zwei Durchflusskanäle, wie
durch die Pfeile 196 und 198 dargestellt, geteilt,
welche weiterhin durch ein Paar Flansche 103 und 105 getrennt
sind.
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Diese
getrennten Wasserströme
werden jeweils zu einer verbundenen Fensteranordnung von wenigstens
einem Fenster geleitet. Folglich wird der durch den Pfeil 196 gekennzeichnete
Wasserstrom zu einer Fensteranordnung 207 geleitet, welche Fenster 210, 212 und 214 umfasst.
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Auf
eine ähnliche
Weise wird der durch den Pfeil 198 dargestellte Wasserstrom
zu einer getrennten und gegenüberliegenden
Fensteranordnung 216 von Fenstern 218, 221 und 223 geleitet.
Wenn das durch die Pfeile 196 und 198 dargestellte
Wasser getrennt durch die Fenster 110, 112 und 114 auf
einer Seite der Flansche 203 und 205 sowie durch
die Fenster 218, 221 und 223 auf der
gegenüberliegenden
Seite der Flansche 203 und 205 strömt, prallen diese
getrennten Ströme
aufeinander und vereinigen sich in der am besten in 12 und 13 dargestellten
Kammer 225. Diese Kammer ist an der Spitze des Fallrohrs 41a angeordnet.
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Es
ist von besonderer Wichtigkeit, dass die durch die Pfeile 196 und 198 dargestellten
getrennten Wasserströme
gegeneinander geleitet werden, um die Energie des Wassers in dem
zusammengeführten
Strom zu vermindern. Folglich ist es die Aufgabe der Fenster, diese
getrennten Wasserströme
in entgegengesetzte Richtung zu bewegen, so dass ihr Aufprall aufeinander
so direkt wie möglich
sein kann. Aus diesem Grund liegen die Fenster 110, 112 und 114 in
der ersten Fensteranordnung 207 jeweils den Fenstern 223, 221 und 218 in
der zweiten Fensteranordnung 216 gegenüber. Der sich ergebende Aufprall
zwischen den Wasserströmen,
die aus den gegenüberliegenden
Fenstern ausströmen,
vermindert die Energie des Wassers, das in das Fallrohr 41a abfließt, erheblich.
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Wie
erwähnt,
bietet die Ausführungsform
aus 10 einen weiteren Vorteil durch Vereinigen des Fallrohrs 41a und
des Druckreglers 92a zu einer einzelnen Fallrohrstruktur 181.
Diese Struktur wird unter Verwendung des am besten in 15 dargestellten Verbinders 183 am
einfachsten befestigt und betrieblich angeordnet. Der Verbinder 183 ist
im Allgemeinen zylindrisch mit Gewinden 230 an einem Ende und
einer Mehrzahl von Bajonettrampen 232 an dem anderen Ende.
Die Gewinde 230 sind so bemaßt und konfiguriert, dass sie
in ähnliche
Gewinde 234 auf dem Gehäuse 34a passen,
während
die Bajonettrampen 232 so bemaßt und angeordnet sind, dass sie
in Bajonettanschlussstücke 236 auf
der Fallrohrstruktur 181 passen. Während des Montagevorgangs können die
Schrauben 230 des Verbinders 183 in die Schrauben 234 des
Gehäuses 34a gedreht
werden. Dann kann die Fallrohrstruktur 181 lediglich in
den Verbinder 183 eingesetzt und die Anschlussstücke 236 in
die Rampen 232 eingepasst werden, um diese Verbindung zu
vervollständigen.
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Nach
der genauen Beschreibung bestimmter bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung wird nun offensichtlich, dass viele Änderungen
und Verbesserungen gemacht werden können, um das Füllventil 30 an
eine bestimmte Umgebung anzupassen. Zum Beispiel kann die spiralförmige Struktur 121 mit den
parallelen Flanschen 130–139 in einer horizontalen
Orientierung in dem Einlasskanal 43 angeordnet werden.
Auf ähnliche
Weise können
andere spiralförmigen
Strukturen statt der dargestellten Ausführungsform ersetzt und in einer
vertikalen Orientierung in dem Auslasskanal 50 angeordnet
werden. Ebenfalls können
andere Strukturen als die Flansche 154–158 und die Zähne 161 verwendet
werden, um das Fallrohr 41 in einer im Allgemeinen festen
Beziehung mit dem Druckregler 92 oder dem Gehäuse 34 zu
halten. Die Expansionsstufen 165–170 könnten im Allgemeinen
irgendwo entlang des Wasserdurchflusskanals 36 vorgesehen
werden, obwohl ihre Anordnung innerhalb der Strukturen, welche den
vertikalen Abfall des Wassers am Ende abgrenzen, bevorzugt wird.
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Druckregelung
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung könnte
ebenfalls dadurch erreicht werden, dass sich das Wasser im Allgemeinen in
jeder Richtung durch die spiralförmige
Struktur 121 bewegt.
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Im
Hinblick auf die aufprallenden Wasserabschnitte kann verminderte
Energie mit zwei oder mehreren gegenüberliegenden Fensteranordnungen,
welche jeweils wenigstens ein Fenster aufweisen, das einem Fenster
in der gegenüberliegenden Fensteranordnungen
gegenüberliegt,
erhalten werden.
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Diese
und andere Änderungen
werden für die
vorliegende Erfindung beansprucht. Als Ergebnis wird darauf hingewiesen,
dass das Konzept nicht durch die dargestellten und beschriebenen
Ausführungsformen
eingeschränkt
wird, sondern dass der Schutzbereich der Erfindung unter Bezugnahme
auf die nachfolgenden Ansprüche
bestimmt wird.