ES2982480T3 - Cartucho de termostato - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a un cartucho termostato con - una entrada de agua fría (1), - una entrada de agua caliente (2), - una salida de agua mezclada (3), - una cámara de agua mezclada (4), en donde la cámara de agua mezclada (4) está formada entre la entrada de agua fría (1) y la entrada de agua caliente (2) por un lado y la salida de agua mezclada (3) por otro lado, - un elemento de expansión (5) dispuesto en la cámara de agua mezclada (4) y - un manguito de control (6) accionado por el elemento de expansión (5). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Cartucho de termostato
La presente invención se refiere a un cartucho de termostato con una entrada de agua fría, una entrada de agua caliente, una salida de agua mezclada, un espacio de agua mezclada, en donde el espacio de agua mezclada está formado entre la entrada de agua fría así como la entrada de agua caliente por un lado y la salida de agua mezclada por otro lado, un elemento de material expansible dispuesto en el espacio de agua mezclada y un manguito de control solicitado por el elemento de material expansible.
Dichos cartuchos de termostato están previstos para que un usuario establezca una temperatura del agua mezclada, que el cartucho de termostato mantiene independientemente de la temperatura del agua fría y del agua caliente. Para ello, por regla general, el elemento de material expansible está en contacto directa o indirectamente con un elemento de ajuste, que el usuario puede ajustar, en particular en la dirección axial del elemento de material expansible, para ajustar la temperatura predeterminada del agua mezclada. El elemento de material expansible está acoplado a un manguito de control, con el que se regula el flujo de entrada de agua caliente y agua fría hacia el espacio de agua mezclada. Dado que la posición del manguito de control corresponde al estado de expansión del elemento de material expansible, se garantiza de manera en sí conocida que en caso de fluctuaciones de temperatura del agua caliente y del agua fría se mantenga la temperatura deseada del agua mezclada.
Un cartucho de termostato de este tipo se conoce, por ejemplo, por el documento EP 3273319 A1. En los cartuchos de termostato conocidos, los bordes de control del manguito de control están formados por los extremos frontales axiales del manguito de control. A los dos extremos frontales axiales del manguito de control se les asigna en cada caso un tope en dirección axial, en donde en el funcionamiento de control está formada en cada caso una ranura entre los extremos frontales que forman los bordes de control y el tope correspondiente. La cantidad de agua fría y caliente que fluye hacia el espacio de agua mezclada se ajusta según el tamaño del espacio respectivo. Si ahora se desea que al espacio de agua mezclada fluya sólo agua caliente (por ejemplo para desinfección) o sólo agua fría, un usuario mueve correspondientemente el elemento de ajuste para el elemento de material expansible. En este sentido, un extremo frontal del manguito de control llega al tope correspondiente, de modo que se impide la entrada de agua fría o agua caliente al espacio de agua mezclada. Dado que en esta posición el manguito de control está bloqueado en su movimiento en una dirección por el extremo frontal correspondiente que se apoya en el tope correspondiente, continúan actuando fuerzas sobre el elemento de material expansible. Para minimizar estas fuerzas, el documento EP 3 273 319 A1 propone un adaptador de bloqueo. También es conocido prever unidades de sobrecarrera para compensar estas fuerzas. Sin embargo, tanto un adaptador de cierre como una unidad de sobrecarrera requieren mucho equipamiento para minimizar las fuerzas que actúan sobre el elemento de material expansible y así aumentar su vida útil.
Un cartucho de termostato con las características del preámbulo de la reivindicación 1 se conoce por el documento US 5.344.067, en el que se requieren juntas entre el manguito de entrada y el manguito de control.
Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es eliminar las desventajas descritas con referencia al estado de la técnica y en particular indicar un cartucho de termostato con el que se aumente la vida útil del elemento de material expansible sin gran esfuerzo y pueda minimizarse una fuga de agua caliente o agua fría.
La solución de este objetivo está indicada con el cartucho de termostato con las características de la reivindicación independiente. Otras soluciones y perfeccionamientos ventajosos pueden deducirse de las reivindicaciones dependientes y de la descripción anterior y siguiente, en donde pueden combinarse entre sí de forma técnicamente práctica las características individuales de los perfeccionamientos.
El objetivo se soluciona en particular mediante un cartucho de termostato con las características mencionadas al principio, en donde está configurada al menos una abertura de paso en el manguito de control, a través de la cual puede entrar agua caliente o fría en el espacio de agua mezclada. Se prefiere que el manguito de control forme al menos una abertura de paso de agua caliente y al menos una abertura de paso de agua fría.
Mientras que en el estado de la técnica está previsto que el agua caliente y fría que fluye hacia el espacio de agua mezclada fluya a lo largo de un extremo frontal axial correspondiente del manguito de control, la presente invención propone de manera análoga que al menos el agua caliente o el agua fría fluyan a través de una correspondiente abertura, en particular en la superficie lateral del manguito de control. Por lo tanto, la abertura de paso es una escotadura que se extiende desde una superficie exterior del manguito de control a través del manguito de control hasta una superficie interior del manguito de control. En otras palabras: la invención prevé en su idea básica que el borde de control del manguito de control no esté formado en un extremo delantero del manguito de control, sino más bien por un límite de una abertura en el manguito de control. Esto tiene la ventaja de que el manguito de control no debe estar en contacto con un contratope en una posición que bloquee la entrada de agua fría o la entrada de agua caliente, sino que en esta posición aún puede moverse en ambas direcciones a lo largo del eje axial. De este modo no actúan fuerzas excesivamente grandes sobre el elemento de material expansible cuando el manguito de control se encuentra en la posición que bloquea una entrada.
Se prefiere que, en este contexto, la entrada de agua fría y la entrada de agua caliente estén configuradas en cada caso por al menos una abertura de entrada. Por lo tanto, una pieza constructiva que presenta las aberturas de entrada presenta también bordes de control con los límites de las aberturas de entrada, a lo largo de los cuales puede moverse axialmente el manguito de control con su al menos una abertura de paso.
De acuerdo con la invención, la entrada de agua fría y la entrada de agua caliente están formadas por un manguito de entrada. En este caso, el manguito de entrada presenta al menos una abertura de entrada de agua fría y al menos una abertura de entrada de agua caliente. Las aberturas de entrada están configuradas en particular como escotaduras en el manguito de entrada.
Preferentemente, a la al menos una abertura de entrada de agua fría del manguito de entrada se le asigna la al menos una abertura de paso de agua fría del manguito de control, mientras que a la al menos una abertura de entrada de agua caliente se le asigna la al menos una abertura de paso de agua caliente del manguito de control. Por consiguiente, todas las aberturas de paso del manguito de control pueden estar realizadas preferentemente en una sola pieza constructiva y todas las aberturas de entrada del manguito de entrada pueden estar realizadas en una sola pieza constructiva, de modo que el número de piezas constructivas sea pequeño.
Preferentemente, la al menos una abertura de paso de agua caliente está dispuesta desplazada en la dirección axial con respecto a la al menos una abertura de paso de agua fría en el manguito de control, en donde se prefiere además que la al menos una abertura de entrada de agua fría esté dispuesta desplazada en la dirección axial con respecto a la al menos una abertura de entrada de agua caliente del manguito de entrada. Por consiguiente, la entrada de agua caliente y la entrada de agua fría están dispuestas espacialmente separadas una de otra en dirección axial, de modo que es posible una separación sencilla de la alimentación de agua fría y de agua caliente.
En principio es suficiente cuando en el manguito de control está prevista sólo una abertura de paso o, en particular, estén previstas exactamente una abertura de paso de agua caliente y exactamente una abertura de paso de agua fría. Sin embargo, se prefiere que estén dispuestas varias aberturas de paso de agua caliente estén dispuestas una detrás de otra en la dirección circunferencial y estén dispuestas varias aberturas de paso de agua fría una detrás de otra en la dirección circunferencial. Además, se prefiere que estén dispuestas varias aberturas de entrada de agua fría y varias aberturas de entrada de agua caliente una detrás de otra en el manguito de entrada en dirección circunferencial. En una forma de realización especialmente preferida, el número de aberturas de entrada de agua fría corresponde al número de aberturas de paso de agua fría y el número de aberturas de entrada de agua caliente corresponde al número de aberturas de paso de agua caliente. Por lo tanto, a una abertura de entrada (de agua caliente o de agua fría) está asociada preferentemente una abertura de paso (de agua caliente o de agua fría).
El manguito de entrada y el manguito de control tienen preferentemente la misma forma de sección transversal. Tanto el manguito de entrada como el manguito de control están configurados preferentemente de forma circular. En principio, sin embargo, también sería posible otra forma de sección transversal. El manguito de entrada y el manguito de control están dimensionados a este respecto de modo que un manguito pueda estar dispuesto dentro del otro. El manguito de control está dispuesto preferentemente dentro del manguito de entrada.
Además se prefiere que la al menos una abertura de paso en el manguito de control y la al menos una abertura de entrada en el manguito de entrada presenten la misma forma y preferentemente también el mismo tamaño. Sin embargo, se prefiere que la al menos una abertura de paso y/o la al menos una abertura de entrada estén configuradas de forma rectangular. Por lo tanto, las aberturas presentan bordes superiores e inferiores mutuamente paralelos que discurren en dirección circunferencial y bordes laterales que discurren en dirección axial. En este sentido puede estar previsto que los bordes de las aberturas de paso que se encuentran en el interior en dirección axial formen los bordes de control en pares con los bordes de las aberturas de entrada que se encuentran en el exterior en dirección axial. Como alternativa, puede estar previsto que los bordes de las aberturas de paso que se encuentran en el exterior en dirección axial formen los bordes de control en pares con los bordes de las aberturas de entrada que se encuentran en el interior en dirección axial.
El manguito de control está dispuesto preferentemente dentro del manguito de entrada. En este contexto se prefiere que un (una superficie del) lado exterior radial del manguito de control descanse sobre un (una superficie del) lado interior radial del manguito de entrada y que el manguito de control pueda moverse axialmente en el manguito de entrada. Debido a que el lado exterior radial del manguito de control está en contacto con el lado interior radial del manguito de entrada, se pueden minimizar las fugas de agua caliente o de agua fría. Para una prevención especialmente buena de fugas, el manguito de entrada y el manguito de control están fabricados de acuerdo con la invención en cada caso de cerámica.
La cantidad de agua caliente o de agua fría que fluye hacia el espacio de agua mezclada se determina esencialmente por la superposición de la abertura de paso con la abertura de entrada correspondiente. Por ejemplo, si el manguito de control está en una posición en la que la abertura de paso de agua caliente no se superpone con la abertura de entrada de agua caliente y la abertura de paso de agua fría se superpone con la abertura de entrada de agua fría, entonces solo fluirá agua fría hacia el espacio de agua mezclada. Por el contrario, si la al menos una abertura de paso de agua fría se superpone con la al menos una abertura de entrada de agua fría y la al menos una abertura de paso de agua caliente se superpone con la al menos una abertura de entrada de agua caliente, fluirían tanto agua caliente como agua fría hacia el espacio de agua mezclada. Por lo tanto, la temperatura del agua mezclada dependería de la relación del grado de las superposiciones.
Por tanto, las aberturas de entrada y las aberturas de paso asociadas entre sí están separadas en particular axialmente entre sí de tal manera que se superponen en cada caso en una posición de control en la que la relación de mezcla de agua fría y agua caliente se ajusta mediante el manguito de control, mientras que en una posición cerrada en la que el manguito de control cierra la entrada de agua caliente y/o la entrada de agua fría, se superponen sólo la al menos una abertura de paso y sólo la al menos una abertura de entrada para agua fría o para agua caliente.
La al menos una abertura de paso del manguito de control forma en particular un borde de control de regulación, en donde el borde de control de regulación cuando el manguito de control se transfiere desde una posición de control en la que la relación de mezcla de agua fría y agua caliente se ajusta mediante el manguito de control a una posición cerrada en la que el manguito de control cierra al menos la entrada de agua caliente o la entrada de agua fría, se mueve más allá de un borde de control de entrada. A diferencia del estado de la técnica, el manguito de control también está dispuesto de forma móvil en ambas direcciones axiales en la posición cerrada. Con la presente invención también es posible cerrar tanto la entrada de agua caliente como la entrada de agua fría.
Para acoplar el movimiento de expansión del elemento de material expansible con el manguito de control puede estar previsto que entre el manguito de control y el elemento de material expansible esté dispuesta al menos una estructura de soporte que se extiende a través del espacio de agua mezclada. Esta estructura de soporte está configurada en particular en una sola pieza con el manguito de control. Sin embargo, también puede estar previsto que la estructura de soporte se realice mediante al menos un componente independiente.
En una forma de realización preferida, tanto el elemento de material expansible como un muelle descansan sobre la estructura de soporte. En este sentido, el muelle está dispuesto en particular de modo que contrarresta el manguito de control y el elemento de material expansible en dirección al elemento de ajuste para el ajuste manual de la posición del elemento de material expansible (y con ello también del manguito de control).
Para formar una válvula mezcladora de termostato, el cartucho de termostato descrito anteriormente está dispuesto en una carcasa, dado el caso de varias piezas. Para sellar el manguito de entrada con respecto a un lado interior de la carcasa puede estar previsto que en un lado exterior radial del manguito de entrada esté dispuesto al menos un alojamiento para una junta que discurre en dirección circunferencial. En particular, un alojamiento de este tipo y una junta de este tipo están formados entre la al menos una abertura de entrada de agua fría y la al menos una abertura de entrada de agua caliente del manguito de entrada.
La carcasa forma entonces en particular una conexión de agua fría para conectar una tubería de agua fría, una conexión de agua caliente para conectar una tubería de agua caliente y una conexión de agua mezclada para conectar una tubería de agua mezclada. La conexión de agua caliente está asignada a este respecto a la entrada de agua caliente del cartucho de termostato, la conexión de agua fría a la entrada de agua fría del cartucho de termostato y la conexión de agua mezclada a la salida de agua mezclada del cartucho de termostato.
La invención permite que el elemento de material expansible esté en contacto con la carcasa sin interposición de una unidad de sobrecarrera o sobre un elemento de ajuste dispuesto de manera regulable en la carcasa para ajustar la temperatura del agua mezclada.
La invención, así como el campo técnico, se explican a modo de ejemplo a continuación mediante las figuras. Muestran esquemáticamente
Figura 1: una primera forma de realización de un cartucho de termostato y
Figura 2: una segunda forma de realización de un cartucho de termostato.
En cada caso, los cartuchos de termostato mostrados en las figuras comprenden un manguito de entrada 9, un manguito de control 6, un elemento de material expansible 5 acoplado al manguito de control 6 a través de una estructura de soporte 14 y un muelle 15.
Para formar una entrada de agua fría 1, el manguito de entrada 9 presenta varias aberturas de entrada de agua fría 10 dispuestas una detrás de otra en dirección circunferencial. Para formar una entrada de agua caliente 2, el manguito de entrada 9 presenta varias aberturas de entrada de agua caliente 11 dispuestas una detrás de otra en dirección circunferencial. Las aberturas de entrada de agua fría 10 y las aberturas de entrada de agua caliente 11 presentan en cada caso un borde de control de entrada 13. En el perímetro exterior del manguito de entrada 9 están configurados alojamientos 16, en los que están dispuestas juntas 17. Mediante estas juntas 17, la entrada de agua fría 1 y la entrada de agua caliente 2 están separadas entre sí en una carcasa no representada de una válvula de termostato.
El manguito de control 6 presenta varias aberturas de paso de agua caliente 7 dispuestas una detrás de otra en dirección circunferencial y varias aberturas de paso de agua fría 8 dispuestas una detrás de otra en dirección circunferencial. Las aberturas de paso de agua caliente 7 y las aberturas de paso de agua fría 8 forman en cada caso bordes de control de regulación 12.
Dentro del manguito de control 6 está configurado un espacio de agua mezclada 4 con una salida de agua mezclada 3. El elemento de material expansible 5 está dispuesto en el espacio de agua mezclada 4.
En un estado dispuesto en una carcasa de un cartucho de termostato, el elemento de material expansible 5 está apoyado por su lado representado a la izquierda en las figuras sobre un elemento de ajuste (no mostrado). El elemento de ajuste, que se puede ajustar manualmente en la dirección axial del elemento de material expansible 5, especifica así la posición del extremo del elemento de material expansible 5 representado a la izquierda en las figuras, en donde el muelle 15 pretensa el elemento de material expansible 5 y el manguito de control 6 en dirección al elemento de ajuste.
Durante el funcionamiento, hay agua fría disponible en la entrada de agua fría 1. Por lo tanto, el caudal de agua fría que fluye hacia el espacio de agua mezclada 4 a través de la entrada de agua se predetermina mediante una superposición de las aberturas de entrada de agua fría 10 y las aberturas de paso de agua fría 8 o por una distancia entre los bordes de control de regulación 12 de las aberturas de paso y los bordes de control de entrada 13 de las aberturas de entrada. Dado que el elemento de material expansible 5 se expande o contrae cuando cambia la temperatura del agua mezclada y, por lo tanto, el manguito de control 6 se desplaza en dirección axial dentro del manguito de entrada 9, la superposición de las aberturas de entrada y las aberturas de paso o la distancia entre los bordes de control de control de regulación 12 y los bordes de control de entrada 13 cambian, de modo que al cambiar la temperatura del agua fría y/o caliente, la temperatura del agua mezclada vuelve a la temperatura del agua mezclada predeterminada.
Si ahora se desea que sólo agua caliente procedente de la entrada de agua caliente 2 entre en el espacio de agua mezclada 4, el elemento de ajuste que puede accionarse manualmente de la válvula de termostato se puede ajustar correspondientemente hacia la izquierda en la Figura 1 y hacia la derecha en la Figura 2, de modo que las aberturas de entrada de agua fría 10 se cierran por el manguito de control 6. Dado que el manguito de control 6 es completamente móvil en el manguito de entrada 9, no hay necesidad de formar un tope contra el que debe estar en contacto el manguito de control 6 en un estado tal que cierre la entrada de agua fría 1. Más bien, el manguito de control 6 todavía se puede mover axialmente incluso en este estado. Esto significa que sobre el elemento de material expansible 5 no actúan fuerzas mayores que en una posición de control.
La invención también permite adaptar un cartucho de termostato a diferentes requisitos simplemente reemplazando el manguito de control 6. Las aberturas de paso de agua caliente 7 y las aberturas de paso de agua fría 8 están intercambiadas en el ejemplo de realización de la Figura 2 y están dispuestas a una distancia axial menor entre sí que en el ejemplo de realización de la Figura 1. De manera correspondiente, el borde de control de regulación 12 de las aberturas de paso 7, 8 está dispuesto sin embargo también en un lado de las aberturas de paso 7, 8 asignado al extremo axial respectivo del manguito de control 6, mientras que los bordes de control de regulación 12 en la forma de realización de la Figura 1 están dispuestos en el lado de las aberturas de paso 7, 8 alejado del extremo axial.
Lista de referencias
1 Entrada de agua fría
2 Entrada de agua caliente
3 Salida de agua mezclada
4 Espacio de agua mezclada
5 Elemento de material expansible
6 Manguito de control
7 Abertura de paso de agua caliente
8 Abertura de paso de agua fría
9 Manguito de entrada
10 Abertura de entrada de agua fría
11 Abertura de entrada de agua caliente
12 Borde de control de regulación
Borde de control de entrada
Estructura de soporte
Muelle
Alojamiento
Junta
Claims (13)
1. Cartucho de termostato con
- una entrada de agua fría (1),
- una entrada de agua caliente (2), en donde la entrada de agua fría (1) y la entrada de agua caliente (2) están formadas por un manguito de entrada (9),
- una salida de agua mezclada (3),
- un espacio de agua mezclada (4), en donde el espacio de agua mezclada (4) está formado entre la entrada de agua fría (1) así como la entrada de agua caliente (2) por un lado y la salida de agua mezclada (3) por otro lado, - un elemento de material expansible (5) dispuesto en el espacio de agua mezclada (4) y
- un manguito de control (6) solicitado por el elemento de material expansible (5),
en donde en el manguito de control (6) está formada al menos una abertura de paso (7, 8), a través de la cual puede entrar agua caliente o agua fría en el espacio de agua mezclada (4),caracterizado por queel manguito de entrada (9) y el manguito de control (6) están formados en cada caso de cerámica.
2. Cartucho de termostato según la reivindicación 1, en donde en el manguito de control (6) está configurada al menos una abertura de paso de agua caliente (7) y al menos una abertura de paso de agua fría (8).
3. Cartucho de termostato según la reivindicación 2, en donde la al menos una abertura de paso de agua caliente (7) está dispuesta desplazada en dirección axial con respecto a la al menos una abertura de paso de agua fría (8).
4. Cartucho de termostato según una de las reivindicaciones anteriores, en donde varias aberturas de paso de agua caliente (7) están dispuestas una detrás de otra en dirección circunferencial y varias aberturas de paso de agua fría (8) están dispuestas una detrás de otra en dirección circunferencial.
5. Cartucho de termostato según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la entrada de agua fría (1) y la entrada de agua caliente (2) están configuradas en cada caso como al menos una abertura de entrada (10, 11).
6. Cartucho de termostato según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la al menos una abertura de paso (7, 8) y/o la al menos una abertura de entrada (10, 11) está configurada en forma rectangular.
7. Cartucho de termostato según una de las reivindicaciones anteriores, en donde un lado exterior radial del manguito de control (6) está en contacto con un lado interior radial del manguito de entrada (9) y el manguito de control (6) puede moverse axialmente en el manguito de entrada (9).
8. Cartucho de termostato según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la al menos una abertura de paso (7, 8) del manguito de control (6) forma un borde de control de regulación (12), en donde el borde de control de regulación (12) cuando el manguito de control ( 6) se transfiere desde una posición de control en la que la relación de mezcla de agua fría y agua caliente se ajusta mediante el manguito de control (6), se mueve más allá de un borde de control de entrada (13) a una posición de cierre en la que el manguito de control (6) cierra la entrada de agua caliente (2) o la entrada de agua fría (1).
9. Cartucho de termostato según una de las reivindicaciones anteriores, en donde entre el manguito de control (6) y el elemento de material expansible (5) está dispuesta al menos una estructura de soporte (14) que se extiende a través del espacio de agua mezclada (4), con la que está en contacto tanto el elemento de material expansible (5) como un muelle (15).
10. Cartucho de termostato según una de las reivindicaciones anteriores, en donde en un lado exterior radial del manguito de entrada (9) está dispuesto al menos un alojamiento (16) que discurre en dirección circunferencial para una junta (17).
11. Válvula mezcladora de termostato con una carcasa que presenta una conexión de agua fría, una conexión de agua caliente y una conexión de agua mezclada, en donde un cartucho de termostato según una de las reivindicaciones anteriores está dispuesto en la carcasa.
12. Válvula mezcladora de termostato según la reivindicación 11, en donde el elemento de material expansible (5) está en contacto con un elemento de ajuste dispuesto de forma ajustable en la carcasa para ajustar la temperatura del agua mezclada sin interposición de una unidad de sobrecarrera.
13. Válvula mezcladora de termostato según una de las reivindicaciones 11 o 12, en donde el manguito de control (6) está pretensado por muelle por medio de un muelle (15) en dirección al elemento de ajuste, en donde el muelle (15) se apoya en la carcasa.
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