PL180983B1 - Zawór termostatyczny mieszający - Google Patents

Abstract

1. Zawór termostatyczny mieszajacy posiadajacy kanal wlotowy wody zimnej oraz kanal wlotowy wody goracej, zawierajacy podstawe z dwoma oknami zasilajacymi, obro- towy korpus uchwytowy osadzony na tej podstawie i polaczony roboczo z pierwszym elementem zaworowym z przechodzacymi przez niego kanalem wlotowym goracej wody i kanalem wlotowym zimnej wody, które sa umiesz- czone roboczo w poblizu dwóch okien zasilajacych i ele- ment termostatowy polaczony roboczo z ruchomym drugim elementem zaworowym, korzystnie przemieszczajacym sie pomiedzy gniazdami, pierwszym i drugim, regulujacy wzgledne natezenie przeplywu z kanalów wlotowych wody zimnej i goracej w reakcji na temperature plynu w komorze mieszania, przy czym okna zasilajace i pierwszy element za- worowy sa wprowadzone do dwóch osadzonych koncentry- cznie plytek ruchomych, korzystnie obracajacych sie wzgledem siebie, w których znajduja sie przelotowe otwory regulujace przeplyw plynu przez te dwie plytki ruchome, znam ienny tym , ze co najmniej jeden z przelotowych otwo- rów okien zasilajacych (30, 32) i/lub kanalów wlotowych (38, 40) jest otworem ksztaltowym o ksztalcie majacym zmienny przekrój poprzeczny i/lub szerokosc, korzystnie zapewniajacy regulacje stosunku przeplywu plynu. F i g - 4 PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy zaworu termostatycznego mieszającego, a zwłaszcza regulowanego termostatycznie zaworu mieszającego z wbudowanym elementem regulującym objętość.

Znane są i powszechnie stosowane zawory mieszające w dziedzinie techniki instalacyjnej. Zawory te doprowadzają strumień zmieszanej wody z oddzielnych instalacji wody gorącej i zimnej. Znana jest również regulacja termostatyczna zaworów mieszających. Jednym z powodów regulacji termoplastycznej jest eliminacja stałego przedstawiania zaworu przy wahaniach temperatury wody gorącej. Temperatura gorącej wody może zmieniać się w sposób znaczący. Ponadto, również ciśnienie w rurociągu zimnej wody może zmieniać się powodując zmiany proporcji strumieni wody gorącej i zimnej, a tym samym wahania temperatury wody wymieszanej.

W znanych zaworach termoplastycznych występują problemy z uszczelnieniem i zawory te są często znacznie bardziej masywne niż zwykłe zawory mieszające bez wbudowanych elementów regulacji termostatycznej. Masywność ta wynika ze ścieżki przepływu, której zawsze używa się w kranach termostatycznych, a mianowicie z tego, że wloty doprowadzające zbliżają się do usytuowanego centralnie zaworu termostatycznego z położenia promieniowo zewnętrznego.

Po wprowadzeniu do zaworów mieszających zaworów termostatycznych, zawory regulujące objętość lub natężenie przepływu można zainstalować za lub przed termostatycznym elementem zaworowym. W przypadku regulacji przepływu za elementem termostatycznym wewnątrz strumienia wody wymieszanej, trzeba zainstalować zawory jednokierunkowe ze względu na konieczność zapobiegania możliwości przepływowego łączenia się strumieni wody gorącej i zimnej. W przypadku regulacji objętościowej dopływu wody gorącej i zimnej przed zaworem termostatycznym, przed zmieszaniem tych strumieni ze sobą zawory zwrotne nie są potrzebne. Z powodów ekonomicznych większość termostatycznych zaworów mieszających ma regulację objętości przed elementem termostatycznym.

Jednakże w przypadku regulacji przepływu z uwzględnieniem strumieni wody gorącej i zimnej, urządzenie termostatyczne nie jest w stanie utrzymać stałej temperatury ze względu na wahania natężeń przepływu. Dobrze wiadomo, że kiedy ciśnienia w instalacjach gorącej i zimnej wody sąw przybliżeniu równe albo ciśnienie w instalacji gorącej wody jest tylko nieco niższe od ciśnienia w instalacji wody zimnej, to w przypadku spadku całkowitego natężenia przepływu rośnie różnica w natężeniu przepływu lub zmiana pomiędzy dopływem gorącej i zimnej wody i wzrost temperatury może być dosyć znaczny. Z drugiej strony, jeżeli ciśnienie w instalacji gorącej wody jest znacznie niższe od ciśnienia w instalacji wody zimnej, co często występuje wskutek zwiększonej korozji rurociągów z gorącą wodą, to w miarę spadku całkowitego natężenia przepływu spada różnica w natężeniach przepływu lub wahania natężenia przepływu w instalacjach z gorącą i zimną wodą.

180 983

Znane jest stosowanie profilowanych otworów w parach talerzowych zaworów, które są przeznaczone do kształtowania profilu strumienia wody pomiędzy instalacją wody gorącej i zimnej. Jednakże znane zawory talerzowe nastawia się w taki sposób, żeby przemieszczały się względem siebie zarówno obrotowo jak i postępowo, regulując mechanicznie zarówno całkowite natężenie przepływu jak i temperaturę mieszanki wody gorącej z zimną.

W związku z tym istnieje potrzeba skonstruowania zwartego zaworu termostatycznego, który można łatwo montować i który reguluje temperaturę wypływającej mieszanki wodnej. Potrzebny jest również regulator termostatyczny wbudowany w zawór z regulatorem natężenia przepływu, który jest odpowiednim regulatorem termostatycznym przy wszystkich natężeniach przepływu.

Zawór termostatyczny mieszający posiadający kanał wlotowy wody zimnej oraz kanał wlotowy wody gorącej, zawierający podstawę z dwoma oknami zasilającymi, obrotowy korpus uchwytowy osadzony na tej podstawie i połączony roboczo z pierwszym elementem zaworowym z przechodzącymi przez niego kanałem wlotowym gorącej wody i kanałem wlotowym zimnej wody, które są umieszczone roboczo w pobliżu dwóch okien zasilających i element termostatowy połączony roboczo z ruchomym drugim elementem zaworowym, korzystnie przemieszczającym się pomiędzy gniazdami, pierwszym i drugim, regulujący względne natężenie przepływu z kanałów wlotowych wody zimnej i gorącej w reakcji na temperaturę płynu w komorze mieszania, przy czym okna zasilające i pierwszy element zaworowy są wprowadzone do dwóch osadzonych koncentrycznie płytek ruchomych, korzystnie obracających się względem siebie, w których znajdują się przelotowe otwory regulujące przepływ płynu przez te dwie płytki ruchome, według wynalazku charakteryzuje się tym, że co najmniej jeden z przelotowych otworów okien zasilających i/lub kanałów wlotowych jest otworem kształtowym o kształcie mającym zmienny przekrój poprzeczny i/lub szerokość, korzystnie zapewniający regulację stosunku przepływu płynu.

Korzystnie, drugi element zaworowy ma postać pierścieniowego elementu zaworowego przemieszczającego się osiowo wewnątrz korpusu uchwytowego osadzonego na podstawie i połączonego roboczo z pierwszym elementem zaworowym z dwoma przelotowymi kanałami wlotowymi umieszczonymi roboczo w pobliżu dwóch okien zasilających, przy czym pierścieniowy element zaworowy jest usytuowany ruchomo pomiędzy pierwszym gniazdem pierścieniowym znajdującym się w sąsiedztwie pierwszego osiowego końca pierścieniowego elementu zaworowego a drugim gniazdem pierścieniowym w pobliżu drugiego, przeciwległego, osiowego końca pierścieniowego elementu zaworowego, zaś pierwszy kanał wlotowy przechodzi ku górze przez powierzchnię gniazdową wewnątrz promieniowego wymiaru pierścieniowego elementu zaworowego i ma koniec wylotowy połączony przepływowo z pierwszym gniazdem i pierwszym końcem osiowym pierścieniowego elementu zaworowego, korzystnie wokół całego obwodu jego powierzchni zaworowej i gniazda zaworu tworząc pierwszą pierścieniową drogę przepływu pomiędzy pierwszym gniazdem a pierścieniową powierzchnią pierścieniowego elementu zaworowego z promieniowego wnętrza tego pierścieniowego elementu zaworowego do promieniowego zewnętrza pierścieniowego elementu zaworowego do komory mieszania, zaś drugi kanał wlotowy przechodzi do góry przez tę pierwszą powierzchnię gniazdową oraz przez wnętrze pierścieniowego elementu zaworowego wewnątrz promieniowego wymiaru tego pierścieniowego elementu zaworowego oraz ma koniec wylotowy połączony przepływowo z drugim gniazdem i drugim końcem osiowym pierścieniowego elementu zaworowego, korzystnie na całym obwodzie jego pierścieniowej powierzchni zaworowej i drugiego gniazda tworząc drugą pierścieniową drogę przepływu pomiędzy drugim gniazdem a pierścieniową powierzchnią pierścieniowego elementu zaworowego od promieniowego wnętrza tego pierścieniowego elementu zaworowego do promieniowego zewnętrza tego pierścieniowego elementu zaworowego do komory mieszania, ponadto pierwszy kanał wlotowy jest uszczelniony wewnątrz pierścieniowego elementu zaworowego względem drugiego kanału wlotowego od okien zasilających do komory mieszania, zaś element termostatowy zainstalowany jest ruchomo w komorze mieszania i połączony roboczo z pierścieniowym elementem zaworowym, przemieszczający osiowo ten pie

180 983 rścieniowy element zaworowy pomiędzy gniazdami, pierwszym i drugim, przy czym komora mieszania połączona jest przepływowo z wychodzącym z niej wylotem.

Korzystnie, zawór zawiera elementy korzystnie dławiące otwory do kanału wlotowego wody zimnej szybciej niż otwory do kanału wlotowego wody gorącej podczas ruchu płytki ruchomej od położenia pełnego otwarcia do położenia zamkniętego.

Korzystnie, zawór zawiera elementy dławiące otwory do kanału wlotowego wody gorącej szybciej niż otwory do kanału wlotowego wody zimnej podczas ruchu płytki ruchomej od położenia pełnego otwarcia do położenia zamkniętego.

Korzystnie, zawór zawiera elementy zwiększające opór przepływu płynu kanału gorącej wody w miarę zmiany zwrotnego kąta przemieszczenia płytek od położenia, w którym jest maksymalne natężenie przepływu do położenia zamkniętego, przy zachowaniu w zasadzie stałego oporu w kanale z wodą zimną.

Korzystnie, zawór zawiera elementy zwiększające opór przepływu płynu w kanale zimnej wody w miarę zmiany zwrotnego kąta przemieszczenia płytek od położenia maksymalnego natężenia przepływu do położenia zamkniętego, przy czym opór przepływu w kanale z wodą gorącą pozostaje w zasadzie stały.

Zaleta wynalazku polega na uzyskaniu zwartego pakietu termostatycznego. Pakiet ten można zabudować w regulatorze przepływu zaworu mieszającego z płytami talerzowymi regulującymi objętość lub natężenie przepływu, w których znajdują się profilowane otwory zapewniające regulację stosunków natężeń przepływu pomiędzy instalacją wody gorącej i zimnej niezależnie od całkowitego natężenia przepływu przez płyty talerzowe.

Wynalazek w przykładach wykonania przedstawiono na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia zawór termostatyczny mieszający według wynalazku w przykładzie wykonania, w rzucie z boku, w stanie rozłożonym, fig. 2 - stałąpłytę do regulacji natężenia przepływu w zaworze z fig. 1, w rzucie głównym, fig. 3 - płytę ruchomą widoczną na fig. 1, w rzucie głównym, fig. 4 - dwie płyty w położeniu roboczym i całkowicie otwartym, w rzucie głównym, fig. 5 - dwie płyty w położeniu częściowo zamkniętym, w rzucie podobnym do pokazanego na fig. 4, fig. 6 - płytę nieruchomą w drugim przykładzie wykonania według wynalazku, fig. 7 - płytę nieruchomą w trzecim przykładzie wykonania według wynalazku, fig. 8 - płytę ruchomą w położeniu całkowicie otwartym, w przekroju poprzecznym płaszczyzną 8-8 na fig. 7, oraz fig. 9 - zmodyfikowany profil okna w płycie nieruchomej przedstawionej na fig. 8, z płytą ruchomą przemieszczoną do położenia częściowo zamkniętego, w rzucie podobnym do rzutu z fig. 8.

W przykładach wykonania według wynalazku, w skład termostatycznego zaworu mieszającego wchodzi podstawa z dwoma oknami zasilającymi do łączenia z instalacjami wody gorącej i zimnej. Na podstawie jest osadzony obrotowo uchwyt, który jest połączony roboczo z pierwszym elementem zaworowym z przechodzącymi przez ten element kanałami wlotowymi, pierwszym i drugim, do instalacji wody gorącej i zimnej. Pierwszy element zaworowy znajduje się roboczo w pobliżu dwóch okien zasilających do regulacji całkowitego natężenia przepływu wody do zaworu mieszającego.

Wewnątrz uchwytu znajduje się drugi pierścieniowy element zaworowy, przemieszczany w kierunku osiowym pomiędzy pierwszym gniazdem w pobliżu pierwszego końca osiowego pierścieniowego elementu zaworowego a drugim gniazdem w pobliżu drugiego osiowego końca pierścieniowego elementu zaworowego do regulowania względnych udziałów strumieni płynu ze wspomnianych wlotów, pierwszego i drugiego. Wzdłuż osi pierwszej powierzchni osadczej przechodzi wewnątrz promieniowej rozciągłości pierścieniowego elementu zaworowego pierwszy kanał wlotowy, który ma koniec wylotowy połączony przepływowo z pierwszym gniazdem oraz pierwszym końcem osiowym pierścieniowego elementu zaworowego w celu zapewnienia pierwszej drogi przepływowej pomiędzy pierwszym gniazdem a pierścieniowym elementem zaworowym od promieniowo wewnętrznej pierścieniowej powierzchni zaworowej do promieniowo zewnętrznej pierścieniowej powierzchni zaworowej do komory mieszania.

Wzdłuż osi pierwszej powierzchni osadczej i przez wnętrze pierścieniowego elementu zaworowego wewnątrz promieniowej rozciągłości tego pierścieniowego elementu zaworowego

180 983 przechodzi drugi kanał wlotowy, który ma koniec wylotowy połączony przepływowo z drugim gniazdem i drugim końcem osiowym pierścieniowego elementu zaworowego w celu zapewnienia drugiej drogi przepływowej pomiędzy wspomnianym drugim gniazdem a wspomnianym pierścieniowym elementem zaworowym od promieniowo wewnętrznej pierścieniowej powierzchni zaworowej do promieniowo zewnętrznej pierścieniowej powierzchni zaworowej do komory mieszania.

Pierwszy kanał wlotowy jest odizolowany od drugiego kanału wlotowego jeżeli chodzi o okna zasilające do komory mieszania oraz wewnątrz pierścieniowego elementu zaworowego.

Element termostatyczny jest osadzony w komorze mieszania tak, że może przemieszczać się osiowo i jest połączony roboczo z pierścieniowym elementem zaworowym tak, że może przemieszczać pierścieniowy element zaworowy w kierunku osiowym pomiędzy pierwszym i drugim gniazdem, regulując w ten sposób względne natężenia przepływu pomiędzy pierwszym i drugim kanałem wlotowym do komory mieszania w reakcji na temperaturę płynu w komorze mieszania. Komora mieszania jest połączona przepływowo z wylotem.

Korzystnie, termostatyczny zawór mieszający zawiera wewnętrzną sekcję główną z górnym kołnierzem pierścieniowym tworzącym drugie gniazdo nad pierścieniowym końcem wylotowym drugiego kanału wlotowego. Wewnętrzna sekcja główna ma pierścieniowy kołnierz dolny tworzący pierwsze gniazdo poniżej pierścieniowego końca wylotowego pierwszego kanału wlotowego. Wewnętrzna sekcja główna ma pierścieniowy kołnierz środkowy tworzący gniazdo z pierścieniowąpowierzchniązaworowądo uszczelniania pierścieniowego końca wylotowego odpowiednich kanałów wlotowych względem siebie wewnątrz promieniowych granic pierścieniowego elementu zaworowego.

W przykładzie wykonania według wynalazku, wewnętrzna sekcja główna ma przechodzący przez nią centralny kanał wylotowy połączony przepływowo z komorą mieszania. Element termostatyczny biegnie osiowo w dół do kanału wylotowego wewnętrznej sekcji głównej i jest połączony ze wspomnianym pierścieniowym elementem zaworowym za pomocą elementu kołnierzowego, w którym znajdują się przelotowe otwory umożliwiające przepływ płynu ze wspomnianego pierwszego kanału wlotowego przez komorę mieszania i do kanału wylotowego, który jest połączony roboczo z wylotem.

W drugim przykładzie wykonania według wynalazku, w termostatycznym zaworze mieszającym znajduje się okno wlotowe wody zimnej oraz okno wlotowe wody gorącej połączone z podstawą z dwoma oknami zasilającymi. Uchwyt jest osadzony obrotowo w podstawie i połączony roboczo z pierwszym elementem zaworowym z dwoma przelotowymi kanałami wlotowymi, które są usytuowane roboczo w pobliżu dwóch okien zasilających do regulowania całkowitego natężenia przepływu do obudowy. Element termostatyczny jest połączony roboczo z drugim elementem zaworowym i może przemieszczać ten drugi element zaworowy pomiędzy pierwszym a drugim gniazdem w celu regulowania względnych natężeń przepływu z pierwszego i drugiego kanału wlotowego w reakcji na temperaturę płynu w komorze mieszania.

Wspomniane okna oraz pierwszym element zaworowy znajdują się w dwóch osadzonych koncentrycznie płytach, które można obracać względem siebie i w których znajdują się przelotowe otwory do regulowanego przepływu płynu przez obie płyty. Co najmniej jeden z tych otworów jest ukształtowany tak, że modyfikuje stosunek natężenia przepływu płynu przez pierwszy i drugi kanał wlotowy tak, że modyfikacja ta przeciwdziała tendencji do zmiany stosunku natężeń przepływu przez pierwszy i drugi kanał wlotowy w konsekwencji tylko zmiany natężeń przepływu przez pierwszy i drugi kanał wlotowy.

W kolejnym przykładzie wykonania według wynalazku odpowiedni kanał zimnej wody jest dławiony w mniejszym stopniu niż kanał wody gorącej podczas ruchu ruchomej płyty z położenia pełnego przepływu do położenia zamkniętego. W innym przykładzie wykonania, odpowiedni kanał wody gorącej jest dławiony w mniejszym stopniu niż kanał wody zimnej podczas ruchu ruchomej płyty z położenia pełnego otwarcia do położenia zamkniętego.

W innym przykładzie wykonania, w miarę zwrotnego przemieszczania się kątowego płyt z położenia maksymalnego natężenia przepływu do położenia zamkniętego, rośnie opór odpo

180 983 wiedniego kanału wody gorącej dla przepływu płynu, natomiast opór w odpowiednim kanale wody zimnej pozostaje w zasadzie stały. Alternatywnie, w miarę zwrotnego przemieszczania się kątowego płyt z położenia maksymalnego natężenia przepływu do położenia zamkniętego, rośnie opór odpowiedniego kanału wody zimnej dla przepływu płynu, natomiast opór w odpowiednim kanale wody gorącej pozostaje w zasadzie stały.

Jak widać na fig. 1 i 2, w szczególnie korzystnym przykładzie wykonania wynalazku w skład termostatycznego zaworu mieszającego 10 wchodzi uchwyt 12, który jest osadzony obrotowo w uchwycie armatury rurociągowej lub też w innej odpowiedniej armaturze rurociągowej 14. W skład armatury rurociągowej 14 wchodzi instalacja wody zimnej 16 i instalacja wody gorącej 18. Uchwyt 12 jest osadzony obrotowo w podstawie 17 zaworu, która jest przymocowana wewnątrz armatury 14. W skład zaworu mieszającego 10 wchodzi pierwszy element zaworowy w postaci zaworu 20 regulującego natężenie przepływu, który zawiera dwie ceramiczne płytki 22 i 24 talerzowe. Nieruchoma ceramiczna płytka talerzowa 22 j est osadzona w podstawie 17. Obrotowa ceramiczna płytka 24 talerzowa jest osadzona w dnie zespołu pakietowego 25. W skład zespołu pakietowego 25 wchodzi termostatyczny drugi zawór regulacyjny stanowiący pierścieniowy element zaworowy 26, który jest zamontowany za zaworem 20 regulacyjnym natężenia przepływu wewnątrz korpusu uchwytu 12 z przeznaczeniem do regulacji temperatury mieszanki wodnej wpływającej do kanału wylotowego 28.

Nieruchoma ceramiczna płytka 22 talerzowa ma okna zasilające wody zimnej i gorącej, odpowiednio 30 i 32, oraz centralnie usytuowane okno wylotowe wody wymieszanej. Ceramiczna płytka 24 talerzowa jest przymocowana do obrotowego korpusu 12 uchwytu za pośrednictwem wewnętrznego elementu głównego 36 zespołu pakietowego 25 tak, że może obracać się z korpusem 12 uchwytu. W ruchomej ceramicznej płytce 24 talerzowej znajduje się kanał wlotowy 38 wody zimnej i kanał wlotowy 40 wody gorącej oraz usytuowany centralnie otwór wylotowy 42, który jest na stałe zestrojony pozycyjnie z oknem wylotowym 34 w ceramicznej płytce 22 talerzowej. Obrót korpusu 12 uchwytu powoduje obrót ceramicznej płytki talerzowej 24 względem ceramicznej płytki talerzowej 22, co wywołuje zestrojenie lub rozstrojenie pozycyjne kanałów wlotowych 38 i 40 względem wlotów w postaci okien zasilających 30 i 32, regulując całkowite natężenie przepływu wody gorącej i zimnej. Szczegółowy opis kształtu okien zasilających 30 i 32 oraz kanałów wlotowych 40 i 38 przechodzących przez dwie ceramiczne płytki 22 i 24 talerzowe zamieszczono poniżej.

Znajdujący się w wewnętrznym członie głównym 36 kanał wlotowy 44 wody gorącej jest zestrojony pozycyjnie z kanałem wlotowym 40 wody gorącej, a kanał wlotowy 46 wody zimnej jest zestrojony pozycyjnie z wlotem 42 wody zimnej. Centralny wylot 43 wody wymieszanej jest zestrojony pozycyjnie z wylotami 42, 34 i 28. Kanał 44 ma pierścieniowy koniec wylotowy 48 usytuowany w pobliżu pierścieniowego gniazda zaworowego 50 w wewnętrznym członie głównym 36 i osiowy koniec dolny 52 termostatycznie regulowanego zaworu, który ma kształt pierścienia. Kanał 46 ma pierścieniowy koniec wylotowy 54 w pobliżu pierścieniowego gniazda zaworowego 56 i osiowy koniec górny 58 pierścieniowego zaworu 26. Gniazdo zaworowe 56 jest przymocowane do wewnętrznego elementu głównego 36. Kanał 46 przechodzi osiowo przez pierścieniowy zawór 26 wewnątrzjego granic promieniowych. Wewnętrzny człon główny 36 ma pośrednie gniazdo uszczelniające 60, w którym spoczywa uszczelka 62 uszczelniająca kanał 44 względem 46 wewnątrz osiowej rozciągłości pierścieniowego zaworu 26.

Pierścieniowy zawór 26 jest przymocowany do kołnierza 64 zapomocąpołączenia gwintowego. Sprężyna 66 dociska pierścieniowy zawór 26 do gniazda 56, co powoduje zamknięcie kanału 46. Kołnierz biegnie nad wewnętrzną sekcją główną i jest przymocowany roboczo do sekcji głównej 68 termostatycznego elementu 70. Element termostatyczny ma rozprężną nóżkę tłokową 72, która sprzęga się z gniazdem zwalniającym 74 ze sprężyną bezpieczeństwa, które jest zamontowane w uchwycie regulacyjnym 76. Uchwyt regulacyjny 76 jest nakręcony na korpus 12 uchwytu z odpowiednim uszczelnieniem 75 do mechanicznego unoszenia i opuszczania zespołu termostatycznego 70 wewnątrz zespołu pakietowego 25. Sekcja 68 korpusu może wchodzić w centralny kanał wylotowy 52 wewnętrznego korpusu 36.

180 983

Zespół pakietowy 25 zachowuje swoja spójność strukturalną dzięki zakotwiczeniu pierścieniowego zaworu 26 pomiędzy gniazdem zaworowym 50 korpusu wewnętrznego a gniazdem górnym 56. Element termostatyczny 70 jest przymocowany do kołnierza, który z kolei jest przymocowany do pierścieniowego zaworu 26. Sprężysty element 66 jest również zakotwiczony pomiędzy korpusem wewnętrznym 36 a zaworem 26.

Strumień wody z instalacji wody zimnej 16 płynie do góry przez zawór regulacyjny 29 i osiowo ku górze przez wewnętrzny człon korpusu, w wyniku czego zimna woda płynie promieniowo na zewnątrz przez szczelinę 78 o regulowanej wielkości, która jest pomiędzy gniazdem 50 a pierścieniowym zaworem 26, i do komory mieszania 80. Strumień wody z instalacji wody gorącej 18 przepływa przez zawór regulacyjny 20 i płynie osiowo ku górze przez wewnętrzny człon korpusu, w wyniku czego gorąca woda płynie promieniowo na zewnątrz przez szczelinę 79 o regulowanej wielkości, która jest pomiędzy gniazdem 56 a pierścieniowym zaworem 26, i wpływa do komory mieszania 80.

Następnie woda miesza się i płynie z powrotem promieniowo do wewnątrz ku centralnemu kanałowi wylotowemu 42 i na zewnątrz pakietu 25 i zaworu mieszającego 10. Regulator termostatyczny automatycznie przesuwa pierścieniowy zawór 26 osiowo, regulując w ten sposób wielkość dwóch szczelin 78 i 79. Konstrukcja elementu termostatycznego 70 jest dobrze znana w technice i takie elementy są dostępne na rynku.

Objętościowy zawór regulacyjny 20 znajdujący się w położeniu zamkniętym uniemożliwia jakąkolwiek komunikację pomiędzy instalacją wodną 16 i 18, a tym samym kurka tego nie trzeba zaopatrywać w zawory jednokierunkowe.

Bardziej szczegółowy opis ceramicznych płytek 22 i 24 oraz kształtu i działania okien zasilających 30 i 32 w nieruchomej płytce 22 i kanałów wlotowych 38 i 40 w płytce ruchomej jest przedstawiony na rysunku fig. 3-10. Dla uproszczenia rysunków obie płytki pokazano jako płytki o różnych średnicach, ale rozumie się samo przez się, że średnice obu płytek nie są parametrami krytycznymi dla wynalazku i mogą być takie same.

Jak już wspomniano wcześniej, zmniejszenie natężenia przepływu w większości przypadków powoduje wzrost temperatury wymieszanej wody, który to wzrost musi być skorygowany. Na fig. 2 widać dwa okna 30 i 32 zasilające. Okno zasilające 30 ma zwykły kształt łukowy o stałej szerokości. Natomiast okno zasilające 32 ma szczególny kształt otworu stanowiący jeden z przykładów realizacji wynalazku. Sekcja 90 ma stałą i zmniejszoną szerokość i rozszerza się w sekcję 92 o większej szerokości. Jak widać na fig. 3, w ruchomej płytce 24 znajdują się dwa kanały wlotowe 38 i 40, których konfiguracja jest zwykła, przy czym zwykle jeden z nich ma zwykle kształt zbliżony do łuku o stałej szerokości.

Na figurze 4 pokazano dwie płytki nałożone na siebie w sytuacji pełnego przepływu, kiedy to okna 30 i 32 zasilające są całkowicie zsynchronizowane pozycyjnie z kanałami wlotowymi 38 i 40. W miarę obracania się ruchomej płytki do położenia pokazanego na fig. 5, przelotowy przekrój poprzeczny przez okna 30 zasilające i kanał wlotowy 38 ulega zmianie wprost proporcjonalnej do kąta przemieszczenia, co znajduje zwykle odzwierciedlenie w zaworach regulujących objętość. Z drugiej strony, kanał gorącej wody przechodzący przez okno 32 zasilające i kanał wlotowy 40 są bardziej dławione, ponieważ na początku przemieszczania, szersza część 92 była pokryta przez ruchomą płytkę 24 do chwili, jak pokazano na fig. 5, gdy tylko węższa część pozostaje nie przykryta względem kanału wlotowego 40. W rezultacie, na początku czynności regulacyjnej objętościowe natężenie przepływu gorącej wody zmniejsza się albo jest dławione w większym stopniu niż jest dławione natężenie przepływu zimnej wody zasilającej. Ta różnica w dławieniu przeciwdziała tendencji do wzrostu temperatury wymieszanej wody w kategoriach zmniejszania natężenia przepływu wody wymieszanej. Szerokość i rozległość sekcji 90 i 92 można profilować tak, żeby skompensować w najlepszy sposób tendencję do wzrostu temperatury wymieszanej wody i umożliwić urządzeniu termostatycznemu korygowanie ewentualnych wahań resztkowych.

Zakładając teraz, że okno 30 zasilające i kanał wlotowy 38 używa się do przepuszczania strumienia wody gorącej, a okno 32 zasilające i kanał wlotowy 40 do przepuszczania strumienia

180 983 wody zimnej, istnieje możliwość uzyskania identycznego zachowania i efektu kompensacji w przypadku odwrócenia kierunku obrotów ruchomego talerza zaworowego. W tej sytuacji, w miarę obracania się ruchomej płyty w kierunku przeciwnym, przelotowy przekrój poprzeczny przez okno 30 zasilające i kanał wlotowy 38, którymi teraz dopływa woda gorąca, zmienia się wprost proporcjonalnie do kąta przemieszczenia, co znajduje zwykle odzwierciedlenie w objętościowych zaworach regulacyjnych. Z drugiej strony, przepływ przez okno 32 zasilające i kanał wlotowy 40 (którym obecnie dopływa woda zimna) jest dławiony w mniejszym stopniu, ponieważ na początku przemieszczania węższa sekcja 90 jest przykryta przez ruchomą płytkę 24 tylko do położenia, w którym szersza sekcja 92 pozostaje nie przykryta względem kanału wlotowego 40. W rezultacie, dla osiągnięcia opisanego wcześniej efektu, na początku czynności regulacyjnej, objętościowe natężenie przepływu gorącej wody jest zmniejszanie lub dławione w większym stopniu niż jest dławione natężenie przepływu wody zimnej.

Ponadto należy zauważyć, że chociaż na rysunku uwidoczniono profilowane okno 32 zasilające znajdujące się w nieruchomej płytce 22, ten sam efekt można uzyskać profilując zamiast tego kanał wlotowy 40 w ruchomej płytce talerzowej.

Rozumie się również samo przez się, że ten sam efekt można uzyskać profilując albo okno 30 zasilające lub kanał wlotowy 38 pod warunkiem, że profil ten jest w układzie odwróconym tak, że natężenie przepływu gorącej wody jest dławione bardziej intensywnie niż natężenie przepływu wody zimnej, tj. natężenie przepływu wody zimnej jest dławione mniej niż natężenie przepływu wody gorącej w miarę przemieszczania zaworów z położenia całkowicie otwartego do położenia zamkniętego.

Przedstawiony przykład wykonania według wynalazku ograniczał się wyłącznie do jednego otworu okiennego, natomiast w innym przykładzie wykonania przewiduje się możliwość profilowania obu okien zasilających w tej samej płytce, albo też jedno profilowane okno może być w jednej płytce, a drugie profilowane okno w drugiej. Ponadto okna w obu płytkach można profilować w sposób skoordynowany tak, żeby uzyskać odpowiednie wyniki zmiany stosunku natężeń przepływów.

Na figurze 6 pokazano kolejny przykład wykonania płytki 122 podobnej do widocznej na fig. 3. Jednakże okno zasilające 132 ma szerokość zmieniającą się stopniowo. W tym przypadku efekt ostateczny jest taki sam jak w przypadku poprzednim, ale jest bardziej regularnie pochylony wzdłuż odpowiedniego hiku przemieszczenia dwóch płytek.

W omówionych powyżej przykładach ujawniono płytki do nieproporcjonalnego zmieniania natężenia przepływu do gorącej i zimnej wody poprzez zmianę szerokości co najmniej jednego okna w celu zmiany zakładkowego zachodzenia na siebie przelotowych przekrojów poprzecznych, jakie następuje pomiędzy kanałem-dopływem wody a kanałem wewnętrznym w zaworze. Innym sposobem realizacji nieproporcjonalnej zmiany jest zmienianie oporu przepływu w jednym kanale względem drugiego.

Na rysunku fig. 7 i 8 widać, że szerokość okna 232 na powierzchni 233 w płytce 222 jest jednakowa, jak pokazano na fig. 7. Jednakże, jak widać na fig. 8, okno 232 jest odstopniowane w taki sposób, że na przeciwległej powierzchni 236 tworzy się zmniejszony lub zdławiony obszar otwarty 235, który wchodzi w obszar 237 na powierzchni 233. Opór stawiany przepływowi stopniowo rośnie, w miarę jak przelotowy przekrój poprzeczny kanału przemieszcza się od położenia bezpośrednio nad sekcją dławienia 237 ku tylko dalszemu końcowi 239 regionu 237. Skutek jest w zasadzie identyczny jak w przypadku zmiany szerokości okna w jego różnych regionach. Okno to można dodatkowo modyfikować, jak pokazano na fig. 9, gdzie okno zasilające 332 ma obszar dławienia 335, który wchodzi w obszar 337. Dno 341 obszaru 337 biegnie skośnie od obszaru 235 do dalszego końca 339 dla uzyskania wskaźnika zmian, który może być w pewnych sytuacjach bardziej pożądany.

Pokazane na rysunku fig. 6-9 konfiguracje mogąbyć powiązane ze zmianami przekroju poprzecznego okien zasilających, a nie używane w zastępstwie zmian szerokości. Innymi słowy, istnieje możliwość kombinowania ze sobąróżnych cech dla wytworzenia zmian względnych natężeń przepływu.

180 983

W ten sposób zawór termostatyczny do kranu mieszającego jest w stanie skorygować temperaturę wody wylotowej dla większego zróżnicowania warunków armaturowych i dopływów wody. Wynalazek zwiększa przydatność termostatycznych zaworów regulacyjnych, których główne działanie bez koncepcji według wynalazku nie jest wystarczające do utrzymania temperatury wody wylotowej na wybranym lub pożądanym poziomie.

Istnieje możliwość wprowadzania innych zmian i modyfikacji bez odchodzenia od zakresu i istoty wynalazku, określonych w zastrzeżeniach patentowych.

Claims (6)

1. Zawór termostatyczny mieszający posiadający kanał wlotowy wody zimnej oraz kanał wlotowy wody gorącej, zawierający podstawę z dwoma oknami zasilającymi, obrotowy korpus uchwytowy osadzony na tej podstawie i połączony roboczo z pierwszym elementem zaworowym z przechodzącymi przez niego kanałem wlotowym gorącej wody i kanałem wlotowym zimnej wody, które są umieszczone roboczo w pobliżu dwóch okien zasilających i element termostatowy połączony roboczo z ruchomym drugim elementem zaworowym, korzystnie przemieszczającym się pomiędzy gniazdami, pierwszym i drugim, regulujący względne natężenie przepływu z kanałów wlotowych wody zimnej i gorącej w reakcji na temperaturę płynu w komorze mieszania, przy czym okna zasilające i pierwszy element zaworowy są wprowadzone do dwóch osadzonych koncentrycznie płytek ruchomych, korzystnie obracających się względem siebie, w których znajdująsię przelotowe otwory regulujące przepływ płynu przez te dwie płytki ruchome, znamienny tym, że co najmniej jeden z przelotowych otworów okien zasilających (30, 32) i/lub kanałów wlotowych (38,40) jest otworem kształtowym o kształcie mającym zmienny przekrój poprzeczny i/lub szerokość, korzystnie zapewniający regulację stosunku przepływu płynu.

2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że drugi element zaworowy ma postać pierścieniowego elementu zaworowego (26) przemieszczającego się osiowo wewnątrz korpusu (12) uchwytowego osadzonego na podstawie (17) i połączonego roboczo z pierwszym elementem zaworowym (20) z dwoma przelotowymi kanałami wlotowymi (38,40) umieszczonymi roboczo w pobliżu dwóch okien zasilających (30,32), przy czym pierścieniowy element zaworowy (26) jest usytuowany ruchomo pomiędzy pierwszym gniazdem (50) pierścieniowym znajdującym się w sąsiedztwie pierwszego osiowego końca (52) pierścieniowego elementu zaworowego a drugim gniazdem (56) pierścieniowym w pobliżu drugiego, przeciwległego, osiowego końca (58) pierścieniowego elementu zaworowego, zaś pierwszy kanał wlotowy (38) przechodzi ku górze przez powierzchnię gniazdową wewnątrz promieniowego wymiaru pierścieniowego elementu zaworowego (26) i ma koniec wylotowy połączony przepływowo z pierwszym gniazdem (50) i pierwszym końcem (52) osiowym pierścieniowego elementu zaworowego, korzystnie wokół całego obwodu jego powierzchni zaworowej i gniazda zaworu tworząc pierwszą pierścieniową drogę przepływu pomiędzy pierwszym gniazdem a pierścieniową powierzchnią pierścieniowego elementu zaworowego (26) z promieniowego wnętrza tego pierścieniowego elementu zaworowego do promieniowego zewnętrza pierścieniowego elementu zaworowego do komory mieszania (80), zaś drugi kanał (40) wlotowy przechodzi do góry przez tę pierwszą powierzchnię gniazdową oraz przez wnętrze pierścieniowego elementu zaworowego (26) wewnątrz promieniowego wymiaru tego pierścieniowego elementu zaworowego oraz ma koniec wylotowy połączony przepływowo z drugim gniazdem (56) i drugim końcem (58) osiowym pierścieniowego elementu zaworowego (26), korzystnie na całym obwodzie jego pierścieniowej powierzchni zaworowej i drugiego gniazda (56) tworząc drugą pierścieniową drogę przepływu pomiędzy drugim gniazdem a pierścieniową powierzchnią pierścieniowego elementu zaworowego (26) od promieniowego wnętrza tego pierścieniowego elementu zaworowego do promieniowego zewnętrza tego pierścieniowego elementu zaworowego do komory mieszania, ponadto pierwszy kanał (38) wlotowy jest uszczelniony wewnątrz pierścieniowego elementu zaworowego względem drugiego kanału (40) wlotowego od okien zasilających do komory mieszania, zaś element termostatowy zainstalowany jest ruchomo w komorze mieszania i połączony roboczo z pierścieniowym elementem zaworowym (26), przemieszczający osiowo ten pierścieniowy element zaworowy pomiędzy gniazdami, pierwszym i drugim, przy czym komora mieszania (80) połączona jest przepływowo z wychodzącym z niej wylotem.

180 983

3. Zawór według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawiera elementy korzystnie dławiące otwory do kanału wlotowego wody zimnej szybciej niż otwory do kanału wlotowego wody gorącej podczas ruchu płytki ruchomej (24) od położenia pełnego otwarcia do położenia zamkniętego.

4. Zawór według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawiera elementy dławiące otwory do kanału wlotowego wody gorącej szybciej niż otwory do kanału wlotowego wody zimnej podczas ruchu płytki ruchomej (24) od położenia pełnego otwarcia do położenia zamkniętego.

5. Zawór według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawiera elementy zwiększające opór przepływu płynu kanału gorącej wody w miarę zmiany zwrotnego kąta przemieszczenia płytek (24,122, 222) od położenia, w którym jest maksymalne natężenie przepływu do położenia zamkniętego, przy zachowaniu w zasadzie stałego oporu w kanale z wodą zimną.

6. Zawór według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawiera elementy zwiększające opór przepływu płynu w kanale zimnej wody w miarę zmiany zwrotnego kąta przemieszczenia płytek (24,122,222) od położenia maksymalnego natężenia przepływu do położenia zamkniętego, przy czym opór przepływu w kanale z wodą gorącą pozostaje w zasadzie stały.