NL8006428A - Stop- of mengkraan. - Google Patents

Description

N/30.OOO-tM/f.

! :Stop- of mengkraan.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een stop- of mengkraan bestaande uit een huis, waarin een roteertbaar en een stilstaand regellichaam zijn aangebracht, die in contact met elkaar zijn door middel van platte slijt-5 bestendige oppervlakken en waarin regeluitsparingen zijn aan- ; gebracht.

Een stopkraan van de bedoelde soort is be- ; kend uit het Zweedse octrooischrift 82990. Volgens deze beken-: de stand van de techniek is een plaat van materiaal waarin 10 een regelopening gevormd als een nier is aangebracht, stilstaand aangebracht in het kraanhuis en bovendien is een plaat van een ander materiaal waarin een zich in de omtreksrichting uitstrekkende regelopening is aangebracht, waarvan de breedte I afneemt in de omtreksrichting, beweegbaar aangebracht in het 15 kraanhuis. Bovendien omvat deze bekende kraan een handgreep met een spil, die uitsteekt door het midden van de stilstaande; plaat en is verbonden met de beweegbare plaat, zodat sluiten en openen kan worden uitgevoerd door de laatste te draaien. Bovendien wordt verwezen naar de Deense octrooiaanvrage 125/79; 20 van dezelfde aanvrager, ingediend 11 januari 1979, met de titel "regel- of mengkraan". Volgens de laatstgenoemde octrooiaanvrage zijn regeluitsparingen bepaald door randen, die zijn gevormd als cirkelbogen en zich coaxiaal uitstrekken met de bijbehorende regellichamen, en door regelranden, die zich in 25 de radiale richting uitstrekken.

Tijdens de verdere ontwikkelingen van kranen volgens laatstgenoemde octrooiaanvrage is gebléken, dat lawaaiproblemen optreden, waarvan gemeend wordt, dat ze worden veroorzaakt door de vom van de regeluitsparingen.

30 De stop- of mengkraan volgens de onderhavi ge uitvinding is gekenmerkt doordat elke regeluitsparing tenminste één rand gevormd als een spiraal van Archimedes ten opzichte van de centrale as van het bijbehorende regellichaam omvat en de als een spiraal van Archimedes gevormde randen 35 paarsgewijs geometrisch met elkaar corresponderen. Met de term "een spiraal van Archimedes" zoals gebruikt in de onderhavige beschrijving wordt een spiraalvormige kromme bedoeld, waarvan de afstand van het corresponderende middelpunt bij een 8006428 -2- ;constante hoekverdraaiing toeneemt met een constante toename, iDoor deze bijzondere vorm toe te passen is gebleken, dat het !lawaai, in het bijzonder tijdens openen en/of sluiten van de kraan aanzienlijk wordt verminderd tengevolge van het feit, 5 dat bij het aanvankelijk openen en/of aan het eind van het sluiten een lange sleuf wordt gevormd tussen de als een spiraal van Archimedes gevormde randen en de breedte van deze sleuf onmiddellijk voor het sluiten en onmiddellijk na hetope-; nen constant is langs de volle lengte van de sleuf, waardoor 10 de drukverliesenergie van de kraan zal worden verdeeld langs de lange sleufvormige opening en daardoor een aanzienlijke lawaaivermindering wordt bereikt.

Om dit resultaat te bereiken, zowel aan het begin van het openen van de kraan als aan het eind van de i 15 sluitbeweging is een uitvoering van de kraan volgens de uiitvin^ ding gekenmerkt doordat ten minste êën van de regeluitsparin-gen is bepaald door een verdere rand, die is gevormd als een spiraal van Archimedes ten opzichte van de centrale as van het corresponderende regellichaam en doordat de twee als een 20 spiraal van Archimedes van de regeluitsparing gevormde randen geometrisch gelijk zijn.

Een verdere uitvoering van de stopkraan volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat elk van de als een spiraal van Archimedes gevormde randen zich ongeveer uit-25 strekt vanaf een puht bij een centrale doorgang naar een punt bij de omtrek van het corresponderende regellichaam. Door middel van deze uitvoering wordt een maximum lengte verkregen, wat betreft de eerder genoemde sleuf.

In dit verband en wanneer het gaat om een :30 mengkraan, kan ten minste de ene als een spiraal van Archimedes gevormde regelrand van elke regeluitsparing zich uitstrekken langs een hoek van ongeveer 90° rondom het middelpunt van het corresponderende regellichaam.

Verdere voordelen en construcièkenmerken 35 volgens de onderhavige uitvinding zullen hierna meer gedetailr : leerd worden toegelicht aan de hand van de tekeningen, waarin: fig. 1 toont een axiale doorsnede van een uitvoering van de stopkraan volgens de onderhavige uitvinding. 40 In deze figuur is echter de vorm van het kraanhuis voor het 8 0 0 6 4 2 8 -3- geval van een mengkraan aangegeven met gebroken lijnen.

Fig. 2 toont een doorsnede volgens de lijn IV-IV in fig. 1 in het geval van een stopkraan en toont de kraan in de vol open stand.

5 Fig. 3 toont een doorsnede volgens fig. 2, waarin echter de kraan geheel gesloten is.

Fig. 4 toont een doorsnede volgens de lijn IV-IV in fig. 1 in het geval van een mengkraan, waarbij de ’ kraan vol open is afgebeeld wat betreft één inlaat en onmid-10 dellijk voor het openen van een andere inlaat.

Fig. 5 toont een doorsnede volgens fig. 4 in de gesloten stand van de kraan.

Op de tekening is 1 een kraanhuis, dat volgens de met volle lijnen afgeheelde uitvoering in fig. 1 is ; 15 voorzien van een zijwaartse aansluiting 2 en een neerwaartse aansluiting 3. Wanneer het gaat om een kraanhuis voor een mengklep heeft het kraanhuis verder een zijwaartse aansluiting 4, zoals is aangegeven met gebroken lijnen in fig. 1. Wanneer het gaat om een stopkraan, is de stromingsrichting 20 van de vloeistof door de kraan willekeurig en kunnen de neerwaartse aansluiting 3 en de zijwaartse aansluiting 2 worden gebruikt als inlaat voor de kraan. Wanneer het gaat om een mengkraan worden de twee zijwaartse aansluitingen 2 en 4 gebruikt als inlaten en wordt de neerwaartse aansluiting 3 25 gebruikt als uitlaat.

De aansluiting 3 staat in verbinding met een stroomkanaal 5 dat zich centraal uitstrekt door het huis I en aan het boveneind opent in een stroomdoorgang 6. Elk van de zijwaartse aansluitingen 2 en 4 staat in verbinding met 30 een hoekkanaal 7 resp. 8, die zijwaarts openen ten opzichte van de stroomdoorgang 6. Aan de top is het kraanhuis voorzien van een kraag 9, waarin een schijfvormig regellichaam 10 is aangebracht. Het regellichaam 10 heeft een zijwaarts uitsteeksel 11, dat grijpt in een corresponderende axiale groef i 35 12 (fig. 2)in de kraag 9, zodat het regellichaam 10 in de omtreksrichting is vastgezet. Door afdichtorganen 13 en 14 is het regellichaam 10 afgedicht ten opzichte van het kraanhuis, zodat verhinderd wordt dat vloeistof overstroomt uit de stroomdoorgang 6 naar de kanalen 7 en 8 resp. tussen de 40 kanalen 7 en 8 en naar buiten langs het oppervlak van de kraag 8006428 : 9.

-4- ; Boven het regellichaam 10 is een verder I schijfvormig regellichaam 15 aangebracht en aan het bovenvlak1 I daarvan is een glijring 16 ingevoegd voor samenwerking met j 5 ; een corresponderende glijring 17, die is ingevoegd aan de top; van de kraag 9. De kraan is voorzien van een deksel 18, die 1 door middel van een naar boven gebogen deel 19 van de kraag 9 in contact wordt gehouden met de ring 1'7,die in contact is | met de ring 16, die uiteindelijk het regellichaam 15 tegen |jlq : het regellichaam 10 drukt op zodanige wijze, dat het laatste wordt gedrukt tegen de afdichtorganen 13 en 14.

Het deksel 18 is voorzien van een centrale opening voor een spil 20, waarop een handgreep 21 is bevestigd. Aan het ondereind is de spil 20 voorzien van een rand jL5 22, die grijpt in een corresponderende gleuf , die zich diametraal uitstrekt in het bovenvlak van het regellichaam 15, zodat dit laatste kan worden geroteerd door middel van de ; handgreep 21.

Als het gaat om een stopkraan (fig. 2 en ;2Q 3) is het stilstaande regellichaam 10, behalve van een cen trale stroomdoorgang 24, voorzien van een regeluitsparing 25, die zijwaarts is aangebracht ten opzichte van de stroomdoorgang 24 en in verbinding staat met het kanaal 7. De vorm van de regeluitsparing 25 blijkt duidelijk uit fig. 2. Binnen-25 waarts is de uitsparing 25 bepaald door een regelrand 26, die zich uitstrekt langs een spiraal ten opzichte van de centrale as 27 van het kraanhuis en de geometrische vorm van de spiraal die de rand 26 volgt is een zogenaamde spiraal van Archimedes, dus een kromme waarvan de radiale afstand van 30 de centrale as 27 bij een constante hoekverdraaiing toeneemt met een constante toename. Deze kromme kan ook worden gedefinieerd als te worden beschreven door een punt met een gelijkmatige beweging rond een vast punt gecombineerd met een gelijkmatige beweging vanaf het vaste punt. Volgens de in de ; 35 tekening afgebeelde uitvoering is de buitenwaarts gerichte rand 28 van de regeluitsparing 25 ook gevormd als een spitaal van Archimedes, namelijk dezelfde spiraal die de basis van de regelrand 26 vormt.

In het oppervlak van het regellichaam 15 40 tegenover het regellichaam 10 is een regeluitsparing 30 ge- 8 00 6 42 8 -5- vormd. De vorm van de regeluitsparing. 30 blijkt voor het geval van een stopkraan duidelijk uit fig. 2 en 3. De uitsparing : 30 is in het algemeen gevormd als een koepel met een vlak pla-; fond 31, dat volgens fig. 1 glad gekromd overgaat in een zij-5 wand, waarvan de vertikale projectie blijkt uit fig. 2 en 3.

: De zijwand strekt zich uit langs een spiraal vanaf een punt ! 32 naar een punt 33 om een regelrand 30a te vormen, die ook is gevormd als een spiraal van Archimedes met dezelfde "steek". 1 als de krommen, waarlangs de randen 26 en 28 zich uitstrekken. 10; De stap, die tengevolge van de vorm van de rand 30a optreedt tussen de punten 32 en 33 is breder dan de maximumbreedte van de regeluitsparing 25, en de maximum radiale afstand van de wand van de uitsparing 30 vanaf de centrale as 27, corres- : i ponderend met het punt 33, correspondeert met of is groter 15 dan de maximumafstand tussen de regelrand 28 en de as 27.

Anderzijds is de mimimumafstand tussen de wand van de uitsparing 30 en de centrale as 27 (aan het punt 32) kleiner dan de minimumafstand tussen de as 27 en de regelrand 26.

De in fig. 2 en 3 afgebeelde kraan werkt 20 op de volgende manier:

Zoals eerder werd vermeld, toont fig. 2 de kraan in de vol open stand, waarin de regelrand 28 volgens de afgebeelde uitvoering glad verloopt met het corresponderende deel van de wand van de uitsparing 30. De kraan wordt ge-25 sloten door het regellichaam 15 in de richting van de pijl 35 in fig. 2 te bewegen, waardoor de regelrand 30a, die is gevormd door de wand van de uitsparing 30, de regeluitsparing 25 meer en meer zal overlappen zoals is aangegeven door de gebroken lijn 30', en deze overlapping zal tengevolge van de 30 toegepaste spiraalvorm in het algemeen dezelfde breedte langs de volle lengte van de regeluitsparing 25 hebben. Deze toestand blijft bestaan totdat het regellichaam 15 de regeluitsparing 25 volledig bedekt en in dit verband moet worden opgemerkt, dat de breedte van de door de regelranden 26 en 30..a 35 aangevormde sleuf in het algemeen constant zal zijn langs de volle lengte van de sleuf onmiddellijk voordat het sluiten is voltooid. Derhalve zal de drukverliesenergie van de kraan, in het bijzonder op het tijdstip, waarop deze energie maximaal is, dus aan het eind van de sluitbeweging, worden verdeeld 40 langs de volle lengte van de sleuf en derhalve ook langs de 800 6 42 8 -6-

i ' I

; volle lengte van de regelrand 26. Het zal duidelijk zijn, dat hetzelfde verschijnsel optreedt bij het aanvankelijk openen dus als het regellichaam 15 in fig. 3 tegen de richting : van de wijzers van een uurwerk wordt geroteerd.

5 Volgens de in fig. 2 en 3 afgebeelde uit voering is de wand van de uitsparing 30 gezien in een verti-kale projectie gevormd als een spiraal van Archimedes langs de volle lengte, maar met uitzondering van het wanddeel dat de stap tussen de punten 32 en 33 vormt. Tengevolge van het : 10 feit, dat de toestanden aan het begin van het openen en het eind van het sluiten in het bijzonder lawaai veroorzaken zal het echter duidelijk zijn dat het alleen nodig is de binnenste regelrand 26 en dat deel van de wand van de uitdring 30, dat daarmee samenwerkt tijdens het begin van het o-| 15 penen en aan het eind van het sluiten te vormen als spiralen van Archimedes.

Zoals eerder werd vermeld, tonen fig. 4 en 5 een uitvoering van de uitvinding in de vorm van een meng-kraan en derhalve is het kraanhuis voorzien van twee zij-20 waartse aansluitingen 2 en 4. Bovendien zal de stromings-richting in deze uitvoering voorafbepaald zijn, dus zoals is aangegeven door middel vanp-jlen 40 in fig. 4 en 5. In de in fig. 4 en 5 afgebeelde uitvoering is het stilstaande I regellichaam voorzien van twee regeluitsparingen 41 en 42, I 25 die elk in verbinding staan met één van de kanalen 8 resp.

7. Elk van de twee uitsparingen 41 en 42 is bepaald door twee regelranden 43 en 44 (fig. 4J, die zijn gevormd als geometrisch gelijke spiralen van Archimedes. Tengevolge van het feit, dat twee regeluitsparingen moeten zijn aange-30 bracht, zullen de regelranden 43 en 44 korter zijn dan de regelranden. 26 en 28 in fig. 2 en 3, die zich langs ongeveer 180° uitstrekken, terwijl de regelranden 43 en 44 vol- ; gens fig. 4 en 5 zich langs ongeveer 90° uitstrekken. Het roteerbare regellichaam 15 in fig. 4 en 5 is voorzien van 35 een regeluitsparing, waarvan de vertikale projectie is af-gebeeld in deze figuren. Ook in dit geval ornaat de regeluitsparing in het regellichaam 15 een platte bodem en loopt derhalve niet door tot het bovenvlak van het regellichaam 15. Vanaf een centraal aangebrachte stroomdoorgang 46 strekt 40 de regeluitsparing in het regellichaam 15 zich op haakvor- 8006428 -7- ; mige wijze buitenwaarts in tegenovergestelde richting uit om twee delen 47 en 48 te vormen, die elk zijn bepaald door twee regelranden 49 en 50 (fig. 5), die langs het grootste deel van hun lengte zijn gevormd als een spiraal corresponderend 5 met de vorm van de spiraal van de randen 43 en 44. Dit geldt echter niet wat betreft de binneneinden van de delen 47 en 48, namelijk in de punten waar deze delen openen in de centraal aangebrachte stroomdoorgang 46. Buitenwaarts zijn de delen 47 en 48 bepaald door wanddelen 51 en 52, die zich 10 uitstrekken langs cirkelbogen, en de wanddelen 51 en 52 strekken zich coaxiaal uit met de corresponderende randen, die de regeluitsparingen 41 en 42 buitenwaarts bepalen.

De delen 47 en 48 zijn 180° in de omtreks-richting op afstand van elkaar aangebracht, maar dit geldt 15 niet wat betreft de regeluitsparingen 41 en 42, aangezien deze laatste in de omtreksrichting op een zodanige afstand zijn aangebracht, dat wanneer êên van de delen, vergelijk 42 in fig. 4, de regeluitsparing 42 geheel overlapt, het andere deel 47 een beetje versprongen ten opzichte van de 20 andere regeluitsparing 41 zal zijn geplaatst.

De werking van de mengkraan volgens fig. 4 en 5 is gemakkelijk te begrijpen aan de hand van de i uiteenzetting van de werking van de kraan volgens fig. 2 en 3. Echter moet worden vermeld, dat door het bovenste regel-25 lichaam 15 te roteren uit de stand van fig. 4 in de richting van de pijl 54 een aanvankelijke opening van de regeluitsparing 41 zal optreden langs de volle lengte van één van de regelranden daarvan en met een sleufbreedte, die constant is langs de volle lengte van de sleuf, en tegelijk ,het sluiten 30! van de andere regeluitsparing 42 zal worden ingeleid op zodanige wijze, dat. de inlaat door de verbinding 2 zal worden gesmoord. Derhalve zal een geleidelijke menging van bijvoorbeeld water, dat aankomt via de aansluiting 2 inet bijvoorbeeld water dat aankomt via de aansluiting 4 optreden en het 35 gemengde water zal de kraan verlaten via de neerwaartse aansluiting 3 van de kraan, vergelijk fig. 1. Wanneer de regeluitsparing 41 vol geopend is, zal de regeluitsparing 42 gesloten zijn en tijdens dit sluiten zal een sleufvernauwing als boven toegelicht optreden. De kraan is afgebeeld in de 40 gesloten stand in fig. 5, waaruit te zien is, dat het deel 8006428 -δ- ' 48 kan zijn geplaatst tussen de regeluitsparingen 41 en 42.

Tengevolge van de tweezijdige spiraalvorm van de beide delen 47 en 48 en van de regeluitsparingen 41 en 42 van fig. 4 en 5 wordt dus een lawaaivermindering bereikt, zowel bij het 5 openen als bij het sluiten van de beide regeluitsparingen 41 en 42.

Het zal duidelijk zijn, dat volgens de beide afgebeelde uitvoeringen de zijden van de regellichamen 10 en 15, die tegenover elkaar liggen, volkomen vlak zijn op zoda-10| nige wijze, dat de samenwerkende oppervlakken afdichtingen vormen langs de zijden van de regeluitsparingen. De regellichamen kunnen bijvoorbeeld bestaan uit gesinterd keramisch materiaal of van overeenkomstig slijtbestendig materiaal, waaraan de platte vorm kan worden gegeven, die nodig is om 15 het vereiste afdichtingseffect te bereiken.

8 00 6 4 2 8

Claims (5)

1. Stop- of mengkraan, bestaande uit een huis waarin een roteerbaar en een stilstaand regellichaam zijn aangebracht, die in contact met elkaar zijn door middel van platte slijtbestendige oppervlakken, en waarin regeluitspa- 5 ringen zijn aangebracht, met het kenmerk, dat elke regeluitsparing (25; 41, 42 en 30; 47, 48) is voorzien van ten minste één rand (26, 28, 30a, 43, 44, 49, 50) die is gevormd als een spiraal van Archimedes ten opzichte van de centrale as (27) van het corresponderende regellichaam (10 i 10 resp. 15) en de als een spiraal van Archimedes gevormde randen paarsgewijs geometrisch met elkaar corresponderen.

2. Stop- of mengkraan volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat ten minste één van de regel-uitsparingen (25, 41, 42) is bepaald door een verdere rand, 15 die is gevormd als een spiraal van Archimedes ten opzichte van de centrale as (27) van het corresponderende regellichaam, waarbij de twee als een spiraal van Archimedes gevormde randen (26, 28; 43, 44; 49, 50) van deze regeluit-sparingen (25, 41, 42) geometrisch gelijk zijn.

3. Stop- of mengkraan volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat elk van de als een spiraal van Archimedes gevormde randen (26, 28, 43, 44, 49, 50) zich uitstrekken ongeveer van een punt bij een centrale doorgang (24) naar een punt bij de omtrek van het corresponderende 25 regellichaam (10 resp. 15).

4. Stopkraan volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat ten minste één van de als een spiraal van Archimedes gevormde regelranden (26 of 28) zich uitstrekt langs een hoek van ongeveer 180° rondom het midden (27) van 30 het corresponderende regellichaam (10).

5. Mengkraan volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de als een spiraal van Archimedes gevormde regelrand van elke regeluitsparing (41, 42) zich uitstrekt langs een hoek van ongeveer 90° rondom het midden (27) van 35 het corresponderende regellichaam (10). 800 6 42 8