KR0175162B1 - 볼밸브 요소와 상부 밀봉가스킷을 갖춘 믹서밸브 - Google Patents

Abstract

믹서밸브(10)는 카트리지(26)를 장착한 밸브하우징(12)을 포함하고 있다. 볼밸브 요소(24)는 볼밸브 요소를 통해 뻗어 있고 그리고 한쌍의 원주방향으로 뻗어 있는 슬롯(68)에 수용된 말단끝(62)을 갖춘 핀(60)에 의해 카트리지 하우징(56)내에 수직으로 고정되어 있다. 4각형 단면을 갖춘 가스킷(98)은 볼밸브 요소의 상부섹션(99)을 밀봉하여 누수를 방지하고 볼밸브 요소에 작동저항을 제공한다. 선택적인 링부재(140)는 볼밸브 요소(24)의 작동저항에 더하여 밀봉가스킷(98)에 의해 볼밸브 요소(24)에 대하여 가압한다.

Description

[발명의 명칭]

볼밸브 요소와 상부 밀봉가스킷을 갖춘 믹서밸브

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 한 실시예를 예시하는 믹서밸브의 일부파단 측면도.

제2도는 제1도에 도시된 믹서밸브의 전개 사시도.

제3도는 제2도에 도시된 선 3-3을 따라 취한 믹싱밸브의 단면도.

제4도는 제2도에 도시된 카트리지의 저면도.

제5도는 제2도에 도시된 카트리지 하우징의 평면도.

제6도는 무부하 상태에서 제1도에 도시된 가스킷의 단면도.

제7도는 제1도에 도시된 볼밸브 요소와 카트리지 하우징을 포함하는 카트리지의 파단 측면도.

제8도는 카트리지 하우징과 볼밸브 요소사이에 배치된 밀봉가스킷을 예시하는 제7도의 부분확대도.

제9도는 제2실시예를 예시하는 제7도와 유사한 도면.

제10도는 제2실시예를 예시하는 제8도와 유사한 도면.

제11도는 제9도에 도시된 링의 측단면도.

제12도는 대체 링 구조를 예시하는 제11도와 유사한 단면도.

제13도는 제3실시예를 예시하는 제7도와 유사한 도면.

제14도는 제3실시예를 예시하는 제8도와 유사한 도면.

제15도는 본 발명의 카트리지 없는 실시예를 예시하는 급수전 믹싱밸브의 측단면도.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명의 분야는 카트리지에 싸여진 가동밸브 요소와 일체로된 급수전(faucet)을 위한 믹서밸브에 관한 것이며, 더욱 상세히는 카트리지에 싸여진 볼밸브 요소에 관한 것이다.

[발명의 배경]

통상 믹서밸브라고 부르는 단일 핸들 급수전은 냉수와 온수 흐름을 제어하는데, 이는 소비자들에게 널리 알려져 있다. 이들 급수전은 핸들 또는 노브(knob)가 2개의 구별된 방향으로 가동되어 냉온수의 혼합을 조절하고 체적, 즉 유량을 조절하게 되는 통상의 구조이다.

가장 널리 사용되는 2가지 기본타입의 믹서밸브는 플레이트밸브와 볼밸브이다.

볼밸브가 견고하고 용이하게 조립되는 신뢰성 있는 하나의 단편으로 만들어지는 한편, 플레이트밸브는 소비자에게 보편적으로 알려져 있는 2개의 원하는 방향으로 핸들운동을 허용하는 구동기구를 갖추고 있다. 이러한 바람직한 핸들운동은 밸브몸체의 고정된 길이방향 축선에 대하여 핸들의 궤도운동과 요동, 즉 밸브몸체에 대한 가동수평 방향축선에 대한 선회운동을 허용한다.

수평축선은 핸들에 대하여 고정되어 있고 그리고 밸브몸체의 길이방향축선에 수직이다. 이러한 타입의 핸들운동의 하나의 독특한 특성은 핸들이 오프(off)위치로 선회될 때 냉온수의 원하는 혼합비율이 핸들의 위치에 의해 기억될 수 있어서 급수전이 되돌려 질 때 동일한 냉온수혼합물이 급수전을 통해 흐른다.

최근, 개량된 볼밸브는 상업적으로 이용되는 플레이트밸브 믹서밸브와 동일한 방식으로 핸들이 작동되는 것을 허용한다. 이들 볼타입 믹서밸브는 볼밸브 요소위에 장착된 회전가능한 플레이트 형태의 다른 가동부품의 도입이 필요하다.

더욱이, 이들 볼밸브는 전체적인 유량을 제한하기 위해서 핸들이 볼밸브를 제어하는 커버개구부에 조절가능하게 위치될 수 있는 플레이트장치와 결합되어 있다. 대안으로서 또는 부가하여, 이들 제한장치는 냉수에 대한 온수의 최대비율을 제한하고 결과적으로 출구에서 혼합된 물의 최대온도를 한정한다.

볼밸브 구조에는 여러 가지 단점이 존재한다.

특히, 볼밸브 요소는 밸브몸체의 입구포오트에 대하여 위치된 탄성중합체의 입구밀봉부와 밸브커버 또는 갭아래에 장착된 밀봉가스킷 사이에 장착되어 있다. 탄성중합체의 입구밀봉부와 가스킷은 모두 구부러지기 쉬우며 밸브몸체와 캡사이의 볼밸브 요소에 유동특성을 나타낸다. 볼밸브을 제위치에 안전하게 위치시키는 확실한 잠그는 잠금기구는 없다. 볼밸브는 탄성중합체 요소에 대하여 병진운동방식으로 움직 일 수 있기 때문에, 운전자는 핸들을 작동할 때 믹싱밸브의 설계를 고려하지 않고 임의의 방향으로 다소핸들을 움직일 수 있다.

이러한 원하지 않는 운동은 급수전의 작동에 대하여 불쾌한 비탄력적인 느낌을 주며 급수전이 적당하게 작동되었는지 운전자가 잘 알 수 없다.

더욱이 핸들의 비탄력적인 느낌은 핸들이 불안전하고 적절히 조립되지 않았다는 느낌을 준다.

상부의 밀봉가스킷은 3개의 기능을 제공한다. 먼저, 이것은 볼에 대하여 누수에 대해 밀봉한다. 두번째, 그 외주는 누수를 방지하기 위해서 하우징의 내부표면에 대하여 적절히 밀봉한다. 세 번째, 가스킷은 입구밀봉부에 대하여 아래쪽으로 볼을 탄성적으로 위치시킨다. 결과적으로 가스킷은 그 질량과 형상으로 인해 비싼 부품이다. 매끄러운 작동을 얻기 위해, 탄성중합체의 밀봉가스킷은 탄성중합체 재질과 볼부재의 직접접촉과 비교하여 마모를 줄이기 위하여 볼밸브와 접촉하는 테트라플로우로에틸렌의 얇은 층을 갖추고 있다.

유동적인 느낌을 감소시키기 위해서, 조절링이 많은 볼밸브 믹싱밸브에 통합되어 있다.

조절링은 볼밸브 요소에 대하여 아래쪽으로 밀봉가스킷을 미는데, 이 볼밸브 요소는 차례로 입구밀봉부에 대하여 가압한다. 밀봉가스킷과 볼밸브 요소의 아래쪽으로의 변위는 바람직스럽지 못한 운동을 감소시키지만 제거하지는 못한다.

더욱이, 조절링과 알려진 가스킷의 결합은 믹싱밸브의 가격과 복잡성을 증가시킨다. 밀봉가스킷에 발휘된 증가된 압력은 가스킷을 마모시킨다.

마모와 파손이 진행되면서, 조절링은 양밀봉부에 가스킷 상의 압력을 회복하도록 반복적으로 조절되어야 하고 그리고 급수전 핸들상에 발휘된 중력에 대하여 안정된 위치에 유지하는 작동저항을 갖춘 핸들을 구비한다.

플레이트 밸브는 카트리지 포맷내에 가끔 통합된다. 카트리지는 가동 및 고정플레이트를 둘러싼다. 카트리지는 급수전을 쉽게 수리하기 위해서 용이하게 제거되고 교체될 수 있다. 가동플레이트는 다소 선회하는 볼섹션을 갖춘 제어스템에 의해 피구동된다. 볼섹션의 등분선(equator)은 그 근처에서 탄성중합체의 밀봉부를 갖출 수 있다. 탄성중합체의 밀봉부는 4각형 단면으로 나타나는 단면을 갖출 수 있는데; 더욱 상세하게는 4개의 둥근정점(vertex), 즉 2개의 내경정점 그리고 2개의 외경정점을 형성하도록 오목면을 갖춘 4각형 단면이다. 2개의 내부정점은 피벗볼의 등분선에 대하여 접합하고 그리고 2개의 외부정점은 하우징 또는 카트리지벽에 대하여 접합한다.

볼밸브는 카트리지 구조에 수용되지 않는다. 먼저, 전통적인 볼밸브의 부유(floating)성질을 임의의 카트리지가 볼밸브를 완전히 감싸서 잡고 있어야 한다는 것을 필요로 하는데 그렇지 않으면 볼밸브는 카트리지의 바닥에 단순히 떨어진다.

두번째, 볼밸브구조의 콤팩트한 성질은 카트리지의 봉입을 위한 여지를 거의 남기지 않는다. 볼을 급수전 하우징에 감싸서 잡고 있는 전통적인 카트리지의 채용은 카트리지의 봉입을 위해 필요한 부가적인 높이를 위해 하우징을 더 높게 만들필요가 있다.

하우징의 외부로의 누출에 대해 밀봉하는 상부밀봉요소를 감싸고 그리고 볼밸브 요소를 자리잡게 하는 믹서밸브를 위한 볼밸브 카트리지가 필요하다.

또한 밸브몸체의 길이방향 축선에 대하여 핸들의 선회를 위해 구비된 종래의 플레이트 밸브의 핸들운동에 필적하고 그리고 밸브를 작동시키기 위해서 단지하나의 가동편을 갖춘 다시 말해서 분리된 가동부품 없는 이러한 장점을 유지하는 볼밸브 요소를 포함하고 있는 볼밸브 카트리지가 필요하다.

그 적절한 작동을 위해 필요한 핸들운동과 다른 방식으로 핸들을 운동시킬 가능성을 제거한 볼밸브 조립체를 제공하는 것이 또한 필요하다.

[발명의 개요]

본 발명의 제1발명에 따라서, 액체용 믹서밸브는 하우징의 밸브수용 공동(cavity)에 선회가능하게 장착된 볼밸브를 갖추고 있다. 공동은 복수의 입구포오트와 적어도 하나의 출구포오트와 유체연통한다.

볼밸브는 그 표면에서 복수의 입구포오트 그리고 적어도 부분적으로 구형표면을 갖추고 있다.

개구부는 포오트와 협력하여 포오트를 통과하는 유체를 제어한다. 볼밸브는 제어개구부를 통과하는 제어스템을 갖추고 있다. 제어스템은 볼밸브의 등분선에 일반적으로 직교하여 장착되어 있다.

믹서밸브는 카트리지 하우징을 감싸고 있다. 카트리지 하우징 부재는 제어스템이 통과하는 것을 허용하는 상부개구부를 갖추고 있다.

볼밸브는 상기 카트리지 하우징에 선회가능하게 장착되어 있다. 카트리지는 상기 볼밸브 요소가 돌출하여 입구포오트와 협력하는 하부개구부를 갖추고 있다. 카트리지 하우징은 상부개구부에 대하여 밀봉시이트에 자리잡고 볼밸브 요소에 대하여 밀봉적으로 접합한다.

바람직하게, 밀봉가스킷은 방사상 안쪽으로 면한 립, 즉 볼밸브 요소와 밀봉적으로 접합하는 정점을 갖추고 있다. 밀봉가스킷은 미리 가압되어 있어서 립이 볼밸브 요소에 대하여 가압되는 것이 바람직하다. 밀 가압되어 있는 것을 그외주 위로 위치한 내주고 경사지는 상부개구부에 대하여 밀봉시이트에 의해 바람직하게 야기된다. 밀봉가스킷은 무부하 위치를 갖추고 있는데 여기에서 내부 및 외부주변은 대략 공동 평면이다. 밀봉가스킷은 상기 가스킷 내부를 비틀어 미리가압되어 있어서 그 내주는 그 외주위에 있고 그리고 경사진 밀봉시이트에 자리잡고 있다.

본 발명의 다른 면에 따라서, 급수전을 위한 믹싱밸브는 볼밸브요소 그리고 작동적으로 고정된 부재와 합쳐져 있다. 작동적으로 고정된 부재는 하우징 몸체를 위한 캡부재 또는 카트리지 하우징이 될 수 있다. 밀봉가스킷은 볼밸브 요소와 작동적으로 고정된 부재사이에 밀봉을 설정하도록 배치된다. 가스킷은 적어도 3개의 정점을 형성하는 단면을 갖추고 있는데 제1 및 제3정점은 중앙축선에 대하여 제2정점으로 부터 약 90° 원주방향으로 이격되어 있다.

바람직하게, 제4정점은 상기 제1 및 제3정점으로부터 약 90° 그리고 제2정점으로 부터 약 180°원주방향으로 이격되어 있다. 4개의 정점을 갖춘 가스킷은 4각형 단면을 갖춘 가스킷 시일이라고 한다.

제1정점을 가스킷상에 상부외경위치에 위치해 있는 제2정점은 상부내경위치에 있다. 제1 및 제2정점은 작동적으로 고정된 부재에 대하여 밀봉적으로 접합되어 있다. 제3정점은 하부내경 위치에 위치하며 볼밸브 요소에 대하여 밀봉적으로 접합되어 있다. 제1 및 제3정점사이의 가스킷의 하부표면 면적은 제4정점을 포함할 수 있는 작동적으로 고정된 부재내의 급수전 수압에 노출된다. 하나의 실시예에서, 밀봉시이트는 작동적으로 고정된 부재의 내벽으로 부터 방사상 안쪽으로 이격된 외주를 갖추고 있다.

바람직하게, 링모양의 부재는 밀봉가스킷에 대하여 위치하며 밀봉가스킷에 의해 볼밸브 요소와 접촉하도록 가압된 내경섹션을 갖추고 있다. 바람직하게, 제4정점은 링을 가압하여 링의 내부코너는 볼밸브 요소와 접촉한다. 링은 직사각형 또는 사다리꼴과 같은 실제로 4각형 단면을 갖출 수 있다. 이것은 일반적으로 편평한 이완된 상태를 갖출 수 있고 그리고 상기 밀봉가스킷에 의해 가압될 때 절두원추형(frusto-conical)의 경사모양으로 가압된다. 링은 볼밸브 요소의 작동저항을 증가시키는데 사용되어 작동핸들은 그 자중으로 인해 동시에 변위되지 않는다.

하나의 실시예에서, 카트리지 하우징은 카트리지와 장착된 밸브몸체사이에 누출을 방지하기 위해서 외부밀봉 링을 갖추고 있다.

본 발명의 다른변에 따라서, 믹서밸브용 볼밸브 카트리지는 적어도 하나의 입구 및 출구를 갖춘 볼밸브 요소를 포함하고 있다. 카트리지 하우징은 볼밸브에 연결 가능한 제어시스템이 통과하는 상부개구부를 갖추고 있다. 볼밸브는 카트리지 하우징에 선회가능하게 장착되어 있다. 카트리지는 볼밸브 요소가 돌출하는 하부 개구부를 갖추고 있다. 볼밸브 요소는 밸브몸체에서 입구포오트의 하류끝에서 입구밀봉요소와 직접 접합한다.

본 발명의 다른 면에 따라서, 급수전 믹서밸브는 공동을 형성하는 하우징몸체에 장착된 가동밸브요소를 갖추고 있다. 몸체는 공동과 유체연통하는 복수의 입구포오트와 출구포오트를 갖추고 있다. 가동밸브요소는 입구포오트와 협력하여 포오트를 통하는 혼합온도와 유량 양자에 대하여 액체흐름을 제어한다. 밸브몸체는 가동밸브 요소에 연결된 제어스템을 수용하는 제어개구부를 갖추고 있다. 믹서밸브는 제어스템이 통과하는 상부개구부와 하우징부재를 갖춘 카트리지로 된 카트리지 형태이다. 가동밸브요소는 카트리지 하우징 부재에 가동적으로 장착되어 있다. 카트리지는 상기 가동밸브요소과 돌출하여 입구 포오트와 협력하는 하부개구부를 갖추고 있다.

이러한 방식으로, 밸브요소는 밸브몸체의 전반적인 높이의 증가없이 밸브카트리지내로 통합된다.

더욱이, 가동밸브요소와 카트리지에 대하여 누출을 방지하는 시일은 그 크기와 무게를 최소화할 수 있는데, 그 이유는 시일이 입구밀봉요소에 대하여 가동밸브요소를 가압하고 위치시키는 2가지 기능을 더 이상 갖추고 있지 않기 때문이다.

4각형 단면의 가스킷의 정점은 견고하고 안정된 시일을 제공한다. 시일의 한쪽에 작용하는 수압은 시일을 가압하여 밸브요소 공동내에서 수압의 직접기능으로서 볼밸브와 결합한다. 결과적으로, 가스킷과 볼밸브 요소사이의 접촉 압력은 급수전 공동내의 수압에 자동적으로 비례한다. 이러한 링은 더 길고 더 무거운 장식적인 급수적 핸들이 볼밸브 스템에 장착될 때, 또는 장애인이 사용하는 더 길고 더 무거운 핸들이 볼밸브 스템에 장착될 때 바람직하다.

[바람직한 실시예의 상세한 설명]

제1도 및 제2도를 참조하면, 믹서밸브(10)는 하부베이스부재(14)로부터 형성된 밸브하우징(12)과 커버조립체(16)를 포함하고 있다. 베이스부재(14)는 냉온수를 위한 2개의 입구포오트(18,19)로 형성된 공동(22)을 갖추고 있고 그리고 공동(22)과 연통하는 혼합된 물의 통로를 위한 출구포오트(20)를 갖추고 있다. 포오트(18,19)의 하류끝은 카운터보어로 되어 있어서 볼밸브요소(24)에 대하여 관형 탄성중합체의 밀봉요소(25)를 가압하는 2개의 가압스프링(23)을 위한 시이트를 형성한다. 관통구멍은 약 6.5㎜의 직경을 갖추고 있으며, 포오트(18,19)는 공동(22)의 바닥지점(27)으로부터 위로 약 40°에 위치한 하류끝을 갖추고 있다. 더욱이, 포오트(18,19)는 수직축선(28)으로부터 측정하여 세로평면으로 부터 약 15°원주방향으로 위치해 있다.

관형쉘(17)은 몸체(14)에 대하여 밀봉적으로 그리고 미끄럼 가능하게 장착되어 있고 그리고 출구포오트(20)와 유체연통하는 환형챔버(15)를 형성한다. 관(21)은 쉘에 고정되어 있고 쉘(17)에서 구멍(13)을 통해 환형챔버(15)와 유체연통한다.

커버(16)는 베이스부재(14)에 나사결합된 나사부재(31)를 포함하고 있다. 표면쉘(11)은 챔버(31)상에 위치해 있다. 밸브공동(22)은 카트리지(26)에 끼워지는 볼밸브요소(24)를 수용하는 크기의 실제로 반구형(semi-spherical)의 하부표면을 갖추고 있다. 커버(16)는 카트리지(26)를 공동(22)에 고정한다. 베이스부재(14)는 믹서밸브(10)에서 카트리지를 정확하게 향하도록 카트리지(26)의 키이(72)를 수용하는 키이슬롯(71)을 갖춘 직립칼라 플랜지(70)를 갖추고 있다.

볼밸브요소(24)는 냉수입구 개구부(30,32), 온수입구 개구부(34,36)는 온수입구포오트(19)와 협력하며 출구개구부(38)는 출구포오트(20)와 각각 협력하여 입구포오트(18,19)로부터의 혼합비율과 유량, 즉 단위시간당 물의 체적을 조절하므로서 2개의 입구포오트(18,19)로 부터 출구포오트(20)로의 물의 통로를 조절하게 된다.

커버조립체(16)는 제어개구부(40)를 갖추고 있다. 커버(16)는 하우징의 길이 방향축선(28)이 제어개구부(40)를 통과하도록 위치해 있다. 카트리지(26)는 개구부(40)아래에 정렬된 상부개구부(58)를 갖춘 하우징부재(56)를 포함하고 있다.

제어스템(42)은 상부섹션(99)에서 볼밸브요소(24)에 고정적으로 연결되어 있다. 제어스템은 상부섹션(99)과 하부섹션(90)사이에서 볼밸브의 등분선에 일반적으로 직교하여 장착되어 있다. 제어스템(42)은 제어개구부(40)를 통해 뻗어 있다. 제어스템(42)은 통상의 방식으로 급수전핸들(43)에 부착되어 있다.

볼밸브요소(24)는 카트리지 하우징부재(56)에 선회가능하게 장착되어 있다. 하우징부재(56)는 급수전에 응용되는 알려진 적절한 플라스틱재료로 만들 수 있다. 볼밸브요소(24)는 또한 볼밸브표면(29)의 외부로 뻗어있는 말단끝(62)을 갖추어 볼밸브 요소를 통해 뻗어 있는 원통형 핀(60)을 갖추고 있다. 구멍(61)은 미끄럼 가능하게 수용하는 크기이다. 핀(60)은 볼밸브(24)의 센터(66)를 가로지르도록 위치하고 그리고 제어스템(42)에 수직으로 놓여 있다. 핀은 아래에서 상술하는 바와같이 소정의 위치에 용접될 수 있다.

각각의 말단끝(62)은 카트리지 하우징(56)에 형성된 원주방향으로 배치된 슬롯(68)에 위치해 있다. 제3도에 도시된 바와같이, 각각의 슬롯(68)은 축선(28)에 수직인 평면(69)에 배치된 중앙축선을 갖추고 있다. 끝(62)이 원통형이므로, 이들은 단면이 원형이라서 축선(28)에 수직인 축선(75)에 대하여 슬롯(68)에서 선회될 수 있게 한다.

슬롯(68)의 원주방향 끝(74)은 말단끝(62)을 위한 멈춤어깨부(76)를 형성한다. 슬롯(68)은 핀끝(62)의 슬롯(68)에서의 미끄럼운동을 허용하기에 단지 충분한 간격을 허용하는 수직치수로 되어 있다. 바람직하게 슬롯(68)과 끝(62)사이에 더 이상의 수직간격은 존재하지 않는다.

볼밸브요소(24)는 카트리지 하우징(56)의 큰 하부개방끝(92)을 통해 돌출하는 밸브표면(29)의 하부섹션(90)을 갖추고 있다. 돌출섹션(90)은 볼의 중요한 부분이다. 구형밸브표면(29)의 거의 하반부는 제4도 및 제7도에 명확히 도시된 바와같이 주어진 임의의 시기에 카트리지 하부 개구부(92)아래로 돌출한다. 개구부(30,32,34,36)를 갖춘 밸브표면(29)은 밀봉요소(25)를 가압하는 스프링과 작동적으로 접합한다.

볼요소(24)의 상부섹션(99)은 원통형벽(103)에 의한 내부에 의해 부분적으로 형성된 카트리지 하우징(56)의 내부챔버(101)내에 끼워져 있다. 내부챔버(101)는 밸브하우징(12)의 공동(22)과 유체연통한다.

환형가스킷 시이트(94)는 챔버(101)내에서 볼요소(24)와 면하고 상부개구부(58)에 위치해 있다. 가스킷 시이트(94)는 외주(96)보다 높게 위치한 내주(95)로 경사져 있다. 아래쪽으로 매달린 어깨부 즉, 칼라(97)는 내주에서 수직으로 달려 있다. 환형 가스킷 밀봉링(98)은 시이트(94)에 대하여 카트리지 하우징(56)에 장착되어 그내주(100)에 미리 가압하여 외주(102)보다 높게 감겨져 있다. 가스킷 밀봉링(98)은 4개의 둥근주변 립 섹션, 즉 정점(104,106,108,109)을 갖추고 있다.

각각의 정점(104,106,108,109)은 가스킷의 중앙환형축선(105)에 대하여 인접한 정점으로부터 대략 90°원주방향으로 이격되어 있다. 정점(104,108)은 대략 180°로 반대쪽에 위치해 있고 정점(106,109)은 유사하게 180°이격되어 있다. 가스킷상의 하부내경위치에 위치한 정점들중 하나(104)는 볼밸브요소(24)에 접합하고 이들 사이에 밀봉을 제공하여 누수를 방지한다. 정점(106, 108)에 위치한 각각의 상부내외경은 제7도 및 제8도에 명확히 도시된 바와같이 내경정점(106)이 외경정점(108)보다 높게 위치하여 경사진 시이트(94)와 접합한다. 가스킷 밀봉링(98)은 정점(106, 108)이 수평으로 정렬된 가압되지 않은 위치에서 제6도에 도시되어 있다. 가스킷 밀봉링(98)과 접합하는 볼표면(29)의 상부섹션(99)은 가스킷과 적절한 밀봉을 제공하기 위해 적절히 매끄럽게 연마되어 있다.

이러한 밀봉구조로 카트리지 하우징(56)에 의해 형성된 챔버(101)내에서 임의의 수압이 정점(104,109)사이에 위치한 상하부 밀봉표면(107)에 작용하고 그리고 가스킷(98)의 단면의 정점(108,109)사이에 위치한 외주(102)상의 양자에 작용한다. 정점(104,109)사이에 위치한 하부표면(107)상에 작용하는 압력은 압력이 비정상적으로 증가할지라도 가스킷(98)이 어깨부(97)에 대하여 시이트(94)에 효과적으로 결합하여 부가적인 누출을 방지한다. 가스킷(94)의 단면의 정점(108,109)사이에 위치한 외주(102)상에 작용하는 압력은 가스킷을 변형시켜 정점(104)을 볼밸브요소(24)에 대하여 압력하에 접촉하게 한다.

챔버(101)에서 압력이 감소 즉, 0으로 될 때 쓸데없이 높은 값을 유지하지 않을지라도, 챔버(101)에서 압력의 상승으로 정점(104)의 이러한 접촉압력은 압력이 상승할 때 효과적으로 유지된다. 본 발명은 상업적으로 이용가능한 탄성중합체 재질로 만든 그리고 경제적인 그리고 표준의 가스킷을 사용할 수 있게 하는 장점을 제공하는 한편, 작동시 볼밸브 요소상에 발휘된 저항력을 감소시키고 가스킷 자체의 마모 및 파손을 감소시킨다.

가스킷(98)의 정점(109)은 카트리지 하우징(56)의 측벽(103)으로부터 이격되어 카트리지의 챔버(101)의 압력은 정점(108,109)사이인 가스킷(98)의 외주(102)상에 작용할 수 있다.

시이트(94)의 경사로 인해 경사진 위치에 가스킷(98)을 배치하므로서 공간이 얻어진다. 한편, 제13도 및 제14도에 따른 수행방식은 수정될 수 있다. 카트리지 하우징(56)의 시이트는 경사져 있지 않지만 카트리지 하우징(56)의 측벽(103)으로 부터 방사상 외주로 이격된 약간의 간격(D)을 갖추고 있다. 유사하게, 가스킷(98)의 정점(108)은 카트리지 하우징(56)의 측벽(103)으로 이격되어 유지되고 전체적인 조립체는 제1실시예에서 이미 설명한 것과 동일하게 작동한다.

도시된 2개의 실시예에서, 수압은 서로 약간 떨어져 있는 이들 부분을 이격시킴으로서 카트리지 하우징(56)의 측벽(103)에 대하여 가스킷(98)의 단면을 제4정점(109)으로 뻗어 있다. 하지만 동일한 효과가 가스킷(94)의 정점(109)의 연속성을 방해하므로서 얻어질 수 있다.

이것은 표준제품의 가스킷에 어떤 절결부를 만들므로서 또는 단면이 각도진 단면을 갖춘 가스킷의 부분과 대부분 상응할지라도 그러한 단면의 제4정점(109)에 상응하는 엣지가 불연속이거나 또는 없는 그러한 적절한 가스킷을 만들므로서 달성될 수 있다. 카트리지 하우징(56)의 외주(110)는 O-링(112)이 자리잡는 환형홈(111)을 갖추고 있다. O-링(112)은 하우징(112)의 하부몸체부재(14)에서 공동(22)을 갖춘 카트리지 외주주변(110)을 밀봉하는 크기로 되어 있다. 길이방향축선(28)을 포함하고 있는 평면을 따라 제어스템의 요동은 축선(28)에 대한 볼밸브 요소의 회전위치와는 독자적으로 피벗축선(75)에 대하여 볼밸브요소(24)를 선회시킨다. 더욱이, 말단끝(62)은 슬롯(68)을 따라 미끄러질 수 있어서 제어스템(42)이 길이방향축선(28)에 대하여 회전할 때 볼밸브요소(24)가 축선(28)에 대하여 회전하게 한다.

축선(28)에 대한 볼밸브요소(24)의 회전은 말단끝(68)과 접합하는 멈춤어깨부(76)의 위치에 위해 제한된다. 달리 응용될 수 있는 믹서밸브는 멈춤어깨부(76)의 원주방향위치에 의해 설정된 다른 회전각도를 갖출 수 있다. 예시된 바와같이, 볼밸브요소(24)의 회전은 혼합비율을 조정하여 그리고 방출되는 혼합된 물의 온도를 조정한다.

대안으로서, 또는 멈춤어깨부(76)에 부가하여, 축선(28)에 대한 볼의 회전은 제5도에 도시된 바와같이 카트리지 하우징(56)에서 구멍(58)에 대하여 상부홈(122)내에 끼워지는 가이드 형판(120;template)에 상부구멍(115)의 방사상으로 뻗어있는 엣지(80,82,84,86)에 의해 역시 제한된다. 홈(122)은 환형의 지지칼라(126)에 의해 싸여 있다. 스템(43)은 엣지(80-86)와 접합할 때 각각의 엣지를 넘어 더 운동되는 것이 방지된다. 엣지(80,82)는 냉수한계를 형성하고, 엣지(84,86)는 온수한계를 형성한다. 엣지(80-86)는 볼이 약 90°정도 수직축선(28)에 대하여 회전하게 한다.

상부 개구부(58)는 또한 오프(off)위치로부터 풀(full)위치까지 각각 핀(60)의 축선(75)에 대하여 요동 운동의 범위를 제어하는 원주방향 엣지(88,89)를 갖추고 있다.

카트리지는 적절히 자리잡은 가스킷(98,112)으로 조립되어 있다. 그리고 볼밸브요소(24)는 가스킷(98)에 대하여 위치해 있고 가스킷(98)을 가압하도록 약간 눌려 있다. 핀(60)은 볼표면(29)에서 구멍(61)과 슬롯(68)을 통과한다. 가스킷(98)의 볼(24)에 대한 가압은 각각의 슬롯(68)의 하부표면(67)상에 핀끝(62)의 마찰끼움을 제공하여 핀(60)이 빠지는 것을 방지한다. 그리고 형판(120)은 홈(122)에 위치한다. 형판(120)은 홈(122)에 억지끼움 또는 스냅끼움될 수 있는 얇은 외부플랜지(123)를 갖추고 있다. 조립된 카트리지(26)는 급수전 믹서밸브(10)내로 나중에 설치하기 위한 수리교환으로서 분리하여 구입가능한 독립적인 조립체이다.

조립된 카트리지(26)는 급수전 몸체(14)의 공동(22)에 위치한다. 슬롯(72)은 카트리지(26)를 공동에 적절히 위치시키며 턱(130)은 베이스부재(14)에서 대응 턱(132)상에 카트리지(26)를 수직으로 적절히 위치시킨다. 그리고 커버(16)는 스프링이 카트리지(25)와 커버(16)사이에 배치된 주름진 링(135)을 가압하여 턱(132)에 대하여 카트리지(26)를 아래로 눌러 직립 플랜지(70)상에 나사결합되어 있다.

수직방향으로 슬롯(68)과 핀(60)의 끝(62)사이의 최소간격은 밸브하우징(12)과 카트리지 하우징(56)에 대하여 볼밸브요소(24)의 수직변위를 방지한다. 결과적으로, 제어스텝은 볼이 2개의 규정된 선회방향을 따라 선회할 때 어떤 불안정성 또는 운전자에게 불안한 느낌을 주지 않는다.

상기 설명한 밀봉가스킷과 카트리지로 일정한 환경하에서, 특히 챔버(101)에서의 압력이 낮거나 또는 0으로 될 때 가스킷(98)과 볼밸브요소(24)사이의 마모 및 파손은 작동핸들의 자중으로 인해 또는 최소한의 외부작용을 변위될 수 있는 급수전 작동핸들의 안정성을 충분히 보장할 수 없는 경우에는 상당히 줄어들 수 있다. 이것은 더 크고 더 무거운 장식이 달린 핸들(43) 또는 장애인이 사용하기 위해 특정된 더 길고 더 큰 핸들인 경우 더욱 현저하다. 핸들의 이러한 임의의 변위가 염려될 이유가 있으면, 제9도 및 제10도에 도시된 장치를 채택할 수 있다. 본 실시예에서, 링 모양의 부재(140)가 카트리지 하우징의 측벽(103), 볼밸브요소(24), 그리고 가스킷(98)사이에 삽입되어 있다. 링모양의 부재(140)는 정점(104,109)사이에 위치한 면(107)에 상응하는 하부에 대하여 놓여 있다. 링모양의 부재(140)는 하부면(170)에 의해 볼밸브요소(24) 대하여 탄성적으로 가압되는데, 가스킷(98)의 정점(109)에 의해서도 가압이 가능하다. 볼밸브요소(24)에 대하여 놓여있는 링부재(140)의 내경하부코너(142)는 볼밸브요소(24)의 변위를 억제하며, 이러한 마찰저항작용은 가스킷(98)에 의해 발휘된 마찰저항에 부가되어 챔버(101)에서의 압력이 낮거나 또는 0으로 될 때 급수전 작동핸들(43)을 안정시킨다. 하지만, 링(140)의 이러한 마찰저항은 가스킷이 링(140)에 발휘하는 힘을 감소시키는 하부표면(107)에 대하여 수압에 의해 발휘된 상향으로의 압력 때문에 내부압력의 증가로 감소되는 경향이 있다.

그러므로, 이러한 장치는 챔버(101)에서 수압의 변동에 의해 발생되는 가스킷(98)의 유지작용의 변화를 조절하지 않을지라도 볼밸브 요소의 움직임에 대한 작동저항의 변화를 보상하고 감소시킨다. 링부재(140)는 카트리지 하우징(56)의 측벽(103)에 대한 임의의 접촉이 이루어지지 않는다.

링모양 부재(140)는 그 작동적인 형상이 원뿔대, 즉 제9도 및 제10도에 도시된 바와 같이 절두(frustum)형을 나타낸다. 링(140)은 이완된 상태에서 제11도에 도시된 바와같은 모양으로 설계할 수 있고, 또는 제12도에 도시된 바와같이 이완된 상태에서 단순히 편평하게 될 수 있으며 급수전에 설치하는 동안에 힘을 적용하여 변형될 수 있다.

제13도 및 제14도에 도시된 바와같이 편평하게 카트리지 하우징에 이행하는 방식으로 적용하면 링모양의 부재(140)는 설치 및 사용시에 형상을 유지할 수 있다. 예시된 형태에서 상기 링모양의 부재(140)는 실제로 4각형 단면을 갖추고 있지만, 실제 모델에서는, 하부내경코너(142)가 볼밸브요소(24)와 접촉하는 사다리꼴 형상이나 다른 사변형이 될 수 있다.

급수전에 사용되는 많은 가스킷과 공통적으로 가스킷(94)은 윤활그리스로 도포되어 있다. 링모양의 부재(140)의 하나의 유용한 기능은 마모의 경향을 감소시키는 것인데, 이것을 그리스가 물로 채워진 챔버(101)내로 링(140) 아래로 미끄러져 들어가지 전에 볼밸브요소(24)의 부분을 닦아 냄으로서 윤활 그리스의 층을 가스킷(94)으로부터 제거한다.

그외에 수압의 변동에 응답하는 작동저항의 변동을 상기한 바와같이 확실히 보상하는 링(140)은 작동저항에 장기간의 보상효과를 역시 갖추고 있다. 활동적인 코너(142)가 사용을 통해 마모되면서 급수전에 대한 작동저항의 부가적인 효과는 감소된다. 이것은 급수전의 다른부분(특히 관형 탄성중합체 밀봉링(25))이 계속적인 사용으로 자체의 작동저항을 증가시키는 경향이 있기 때문에, 다른 부분에 적용된 감마재질 즉 윤활 그리스 층의 점진적인 제거 때문에 유리한다.

그러므로 링모양의 부재(140)에 의해 만들어진 작동저항의 감소는 시간의 관점에서 급수전 자체의 고유의 경향을 보상하여 시간이 경과함에 따라 작동저항을 증가시킨다.

가스킷(98)으로부터 윤활 그리스의 제거를 방지하는 링모양의 부재(140)에 의한 수행된 유용한 효과는 링모양의 부재(12)의 커버(144)와 볼밸브요소(24)의 접촉마모에 으해서 해롭지 않다는 것은 주목할만하다.

제15도에 도시된 바와같이, 볼밸브요소(24)와 밀봉가스킷(98)은 카트리지 없는 급수전(150)에 통합될 수 있다. 급수전은 몸체(152)와 캡부재(154)를 갖추고 있다. 캡부재(154)는 상기한 바와 동일한 방식으로 가스킷(98)이 자리잡는 시이트(156)를 갖추고 있다.

스프링으로 가압되는 밀봉요소(25)에 대하여 밸브요소(24)를 미는 탄성이 큰 가압조절링의 필요성이 없어졌다. 가스킷 밀봉링(98)은 볼밸브요소(24)와 카트리지 하우징(54)사이의 누출을 방지하며 볼밸브요소(24)의 작동저항의 일부분을 제공하는 기능을 한다. O-링(112)은 카트리지 하우징(56)과 하부몸체부재(14)사이의 누출을 방지하는 기능을 한다. 볼밸브요소(24)의 수직위치는 핀(60)과 슬롯(68)에 의해 카트리지 하우징(56)내에 고정되어 있다. 더욱이, 밀봉요소(25)에 대하여 볼밸브(24)의 적절한 가압을 제공하기 위해 이전에는 필요하였던 임의의 조절링 부재(160)는 선택적이 되었다.

더욱이, 볼밸브요소(24)는 볼밸브 요소에 통합되는 종래의 믹싱밸브와 비교하여 밸브 하우징(12)의 전체적인 높이를 증가시킬 필요없이 용이하게 교체가능한 밸브 카트리지(26)내에 통합된다. 또한 카트리지는 볼밸브가 적절히 설계된 입구 및 출구를 갖추었다면 종래기술에서 볼밸브를 사전에 끼운 표준베이스(14)에 사용가능하고 교체가능하다.

본 발명의 사용은 탄성중합체 재질로 이루어진 4각형 단면을 갖춘 밀봉가스킷을 볼밸브 믹싱급수전에 채용할 수 있게 하는데, 이 가스킷은 시중에서 구입가능하며 오히려 저가의 물품이며 변형에 대하여 높은 저항성을 제공한다. 본 발명은 밀봉가스킷(98)에 의해 만들어진 저항을 조절된 방식으로 줄일 수 있게하며 가스킷에 적용된 힘을 제한하므로서 가스킷의 마모 및 파손의 유리한 감소를 보장한다.

첨부된 특허청구의 범위에 한정된 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 여러 가지 개변이 가능하다.

Claims (12)

1. 적어도 하나의 입구와 출구를 갖춘 볼밸브 요소와 작동적으로 고정된 부재; 상기 볼밸브 요소의 등분선에 실제로 직교하여 뻗어 있는 핸들에 부착하기 위한 제어스템; 및 밀봉장치를 포함하며, 상기 볼밸브요소는 개구부를 갖춘 상기 작동적으로 고정된 부재에 의해 유지되고; 상기 제어스템은 상기 개구부를 통과하도록 구성된, 단일 제어 믹싱급수전에 있어서, 상기 밀봉장치가, 가스킷이 상기 볼밸브 요소와 상기 작동적으로 고정된 부재 사이에 밀봉을 설정하도록 배치되어 있고; 상기 가스킷이 적어도 3개의 원주방향으로 이격된 정점을 형성하는 단면을 갖추고 있어서, 제1 및 제3정점은, 제1정점이 상기 가스킷상의 상부외경위치에 위치해 있고 그리고 제2정점이 상기 가스킷상의 상부내경위치에 위치해 있는 상태에서 중앙축선으로 부터 제2정점으로 부터 약 90°의 위치에 있으며; 상기 제1 및 제2정점은 상기 작동적으로 고정된 부재에 대하여 밀봉적으로 접합하고; 상기 제3정점은 상기 가스킷의 하부내경에 위치하고 그리고 상기 제어스템과 상기 등분선 사이에서 상기 볼밸브 요소의 상부섹션에 대하여 밀봉적으로 접합가능하며; 상기 가스킷은 작동적으로 고정된 부재내의 내부수압에 노출되는 제1 및 제3정점사이의 하부표면영역을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 단일 제어 믹싱 급수전.
2. 제1항에 있어서, 상기 가스킷은 작동적으로 고정된 부재내의 내부수압에 노출되고, 그리고 작동적으로 고정된 부재와 상기 볼밸브 요소 양자로부터 이격된 제4정점을 갖추고 있으며, 상기 제4정점은 상기 제1 및 제3정점으로부터 약 90°원주방향으로 이격된 것을 특징으로 하는 단일 제어 믹싱 급수전.
3. 제1항에 있어서, 상기 작동적으로 고정된 부재는 상기 급수전의 하우징 몸체에 직접장착된 캡부재인 것을 특징으로 하는 단일 제어 믹싱 급수전.
4. 제1항에 있어서, 상기 작동적으로 고정된 부재는 상기 급수전의 하우징 몸체에 장착 가능한 카트리지 하우징인 것을 특징으로 하는 단일 제어 믹싱 급수전.
5. 제4항에 있어서, 상기 작동적으로 고정된 부재는 상기 개구부에 대하여 밀봉시이트를 갖추고 있고; 상기 밀봉가스킷은 상기 시이트에 대하여 밀봉적으로 결합된 제1 및 제2정점으로 상기 밀봉시이트에 자리잡고 있는 것을 특징으로 하는 단일 제어 믹싱 급수전.
6. 제5항에 있어서, 상기 개구부에 대한 상기 밀봉시이트는 그 외주위의 내주위치로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 단일 제어 믹싱 급수전.
7. 제5항에 있어서, 상기 밀봉시이트는 상기 작동적으로 고정된 부재의 아래쪽으로 따르는 측벽으로부터 방사상 안쪽으로 이격된 외주를 갖춘 것을 특징으로 하는 단일 제어 믹싱 급수전.
8. 제1항에 있어서, 링모양의 부재가 상기 밀봉가스킷에 대하여 위치해 있고, 상기 밀봉가스킷에 의해 상기 볼밸브 요소에 대하여 접촉하도록 가압하는 내경섹션을 갖춘 것을 특징으로 하는 단일 제어 믹싱 급수전.
9. 제8항에 있어서, 상기 가스킷은 작동적으로 고정된 부재내의 내부수압에 노출되고, 그리고 작동적으로 고정된 부재와 상기 볼밸브 요소 양자로부터 이격된 제4정점을 갖추고 있으며, 상기 제4정점은 상기 제1 및 제3정점으로부터 약 90°원주방향으로 이격되고; 상기 제4정점은 상기 링과 접합하고 상기 볼밸브 요소에 대하여 접합하도록 상기 링을 가압하는 것을 특징으로 하는 단일 제어 믹싱 급수전.
10. 제8항에 있어서, 상기 링은 실질적으로 4각형 단면을 갖추고 있고, 이완된 상태에서 편평한 평면을 갖춘 것을 특징으로 하는 단일 제어 믹싱 급수전.
11. 제10항에 있어서, 상기 링은 상기 가스킷이 가압력을 발휘할 때 절두원추형을 갖추고 있고, 상기 볼밸브에 대하여 접합하는 내경코너를 갖춘 것을 특징으로 하는 단일 제어 믹싱 급수전.
12. 제8항에 있어서, 상기 링은 실질적으로 4각형 단면을 갖추고 있고 이완된 상태에서 절두 원추형이고; 상기 볼밸브는 상기 링의 내경코너에 대하여 접합된 것을 특징으로 하는 단일 제어 믹싱 급수전.