專利名稱：用于動態(tài)調節(jié)水流的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于動態(tài)調節(jié)水流的裝置，該裝置用于穩(wěn)定恒溫混合器的工作方式。
適用于處理大流量的恒溫混合器在其要求的流量遠低于其設計的最大流量時不能正常工作，正如例如當適用于給具有多個淋浴裝置的設備進行供給的恒溫混合器被用于給唯一一個淋浴裝置進行供給時所出現(xiàn)的那樣。在這些情況下，恒溫混合器失去其穩(wěn)定性并且發(fā)生振動，以致于從該恒溫混合器排出的水流遭受冷水與熱水之間混合比例的持續(xù)變化并且由此經(jīng)歷溫度波動，這種溫度波動可能令使用者感到不快并且可能變得有危險。可這樣來消除這種缺點，即當要供應小流量的混合水時，一個阻力反作用于輸送給該恒溫混合器的冷水流，當要供應大流量的混合水時，該阻力被抑制或降低。該過程自動地由用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置進行，在這種裝置中提出，當所接收的流量減小時，可供到達的冷水使用的通道橫截面應減小，當要求較大的流量時，應重新形成一個較大的通道橫截面。但是公知的用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置通常具有缺點，即這種裝置具有一個活塞，一個復位彈簧在到達的水的壓力的方向上和在相反的方向上作用在該活塞上。因此，必須根據(jù)冷水的輸入壓力來調節(jié)該彈簧的載荷。這導致一方面，對于正確的工作方式該裝置在其安裝時必須與設備中存在的壓力條件相適配，另一方面，當冷水的輸入壓力中出現(xiàn)顯著變化時，該裝置的工作方式不再正常。
本發(fā)明的主要任務在于，提供一種用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置，該裝置的工作必須在很大范圍內與輸入壓力無關，由此，該裝置在進行其安裝時可不需要調節(jié)并且即使當出現(xiàn)輸入壓力的顯著變化時也不會不正常地工作。
本發(fā)明的另一個任務在于，提供這樣一種用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置，該裝置結構簡單且成本低廉并且保證高的可靠性和長的壽命。
本發(fā)明的另一個任務在于，提供這樣一種裝置，該裝置可安裝在恒溫混合器通常裝備的閉塞栓中，由此無須將附加的元件接收在設備中。
根據(jù)本發(fā)明，這些任務通過一種用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置來解決，該裝置在一個本體中包括一個入口接頭、一個輸入腔、一個輸出腔、一個設置在輸入腔與輸出腔之間并且可在第一位置與第二位置之間運動的活塞和一個復位彈簧，該第一位置是朝輸入腔移動，其中，活塞在第一位置中使輸入腔與輸出腔之間的流體收縮，該第二位置是朝輸出腔移動，其中，活塞在第二位置中不使輸入腔與輸出腔之間的流體收縮，該復位彈簧對活塞朝第一位置加載，其特征在于輸入腔是至少部分環(huán)狀的并且包圍著活塞，活塞包括一個設置在輸入腔的區(qū)域中的圓柱狀的殼區(qū)段和一個橫向區(qū)段，該橫向區(qū)段限定一個中間腔并且被一個軸向的被限制的通道貫穿，在入口接頭與中間腔之間設置有一個流量限制裝置，軸向的被限制的通道和復位彈簧這樣地彼此相對成比例，使得該彈簧的作用基本上與這樣的力相應當流量限制裝置允許的最大流體被排出時，該力易于使活塞從第一位置移動到第二位置中。
以此方式，活塞不可由于輸入壓力移動，因為該輸入壓力主要在徑向方向上起作用，并且無論其值會是怎樣的，該過程也不易于使活塞從其第一位置在朝其第二位置的方向上移動。在中間腔中形成的壓力通過流體在從入口接頭經(jīng)過流量限制裝置到中間腔時經(jīng)歷的壓力降來確定。在軸向方向上和在與復位彈簧的方向相反的方向上施加在活塞上的作用基本上以中間腔中存在的壓力與輸出腔中存在的壓力之間的差為基礎，輸出腔中存在的壓力由于流體在穿過活塞的橫向區(qū)段中存在的軸向的被限制的通道時經(jīng)歷的壓力降而小于最先提到的壓力；該壓力差作用在活塞的橫向區(qū)段上并且易于克服復位彈簧的力。在設置在活塞的橫向區(qū)段中的被限制的通道的橫截面、復位彈簧的力和流量限制裝置的特性方面進行合適的確定可進一步實現(xiàn)只要排出流體小于在恒溫混合器中可引起不穩(wěn)定的最大流體，活塞就不從其第一位置移動到其第二位置中。
但當輸出腔要求比上面確定的流體大的流體時，輸出腔中的壓力降就變得這樣作用在活塞上的壓力差超過復位彈簧的力，于是活塞移動到其第二位置中，由此該活塞釋放流體從輸入腔到中間腔然后到輸出腔的通路。
因為控制或調節(jié)活塞移動的不是所述裝置的腔中存在的絕對壓力，而是中間腔與輸出腔之間的壓力差，該壓力差與流體和抵抗該流體的阻力相關，但與絕對壓力無關，所以所述裝置的工作在很大范圍內與輸入壓力無關，而即使輸入壓力顯著變化時所述裝置在其安裝過程中也絕對不要求適配并且不會顯示出工作不正常。
在根據(jù)本發(fā)明的裝置中使用的流量限制裝置是一種在現(xiàn)有技術中公知的閥，該閥可低成本地在市場上購得并且該閥例如以不同形式在專利公開文獻DE 4041116、DE 10220287、DE 10228490和WO01/04714中已經(jīng)說明。只要流體的流量不超過由流量限制裝置的結構預調節(jié)的界限，該閥就提供具有減小的阻力的通路供流體使用，而當流體趨向于超過該界限時，該閥就將阻力這樣反作用于流體，使得流量限制在允許的最大值內。這種類型的閥通常安裝在這樣的裝置例如淋浴裝置中，在這些裝置中，在確定的情況下出于法律上的原因也必須限制消耗。這些閥對于流量的很多界限值都可獲得，并且由此以上述方式適當選擇流量限制裝置以及所述裝置的各個部分的相應比例就足夠來根據(jù)本發(fā)明提供與不同特定應用的必要構件相適配的流量調節(jié)裝置。
中間腔在所述裝置的本體中以有利的方式通過輸入接頭限定邊界，在該輸入接頭中限定一個入口腔并且該輸入接頭具有一個橫向壁，在該橫向壁中構成軸向的周緣通道，這些周緣通道通到包圍著活塞的環(huán)狀的輸入腔中，而流量限制裝置安裝在橫向壁的中央。
入口腔和這些軸向的周緣通道可由一些包含在一個附加元件中的通道構成，該附加元件安裝在所述裝置的本體與輸入接頭之間，該附加元件是該輸入接頭的一部分。該附加元件可有利地由沖壓的塑料材料制成。
在活塞的第一閉合位置中，該活塞可靠置在輸入接頭的平的表面上，或者該活塞可部分地嵌合在一個由該表面構成的座中。
由于根據(jù)本發(fā)明的裝置極其簡單并且其尺寸被減小，所以所述裝置可安裝在一個閉塞栓中。恒溫混合器通常設置有一個閉塞栓以簡化其維護，并且因此可與恒溫混合器串聯(lián)地裝配唯一一個不僅包括閉塞栓也包括用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置的附加件，而不必安裝兩個不同的附加件。
尤其是在進行安裝時有利的是，活塞的移動方向與該閉塞栓的閉鎖元件的軸線疊合。
此外，包括根據(jù)本發(fā)明的裝置的閉塞栓本身也是本發(fā)明的一部分。
從下面參照附圖對一些實施形式進行的說明中更清楚地獲知本發(fā)明主題的上述和另外的特征、任務和優(yōu)點，這些實施形式并不是限制性的例子。附圖表示

圖1根據(jù)本發(fā)明第一實施形式的用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置在靜止狀態(tài)中且以減小的流體輸出時的軸向剖面；圖2圖1的相同的處于以提高的流體輸出的狀態(tài)中的裝置；圖3和圖4根據(jù)本發(fā)明的裝置的與圖1和圖2類似的第二實施形式；圖5和圖6示出處于靜止狀態(tài)中的本發(fā)明第三或第四實施形式；圖7和圖8處于靜止狀態(tài)中或以提高的流體輸出的狀態(tài)中的本發(fā)明第五實施形式；圖9如根據(jù)圖6的裝置那樣可安裝在一個以靜止狀態(tài)示出的閉塞栓中的實施形式；圖10根據(jù)圖9的處于以大流量輸出的狀態(tài)中的閉塞栓。
圖1和圖2中以軸向剖面示出了一個用于動態(tài)地調節(jié)水流的裝置，該裝置的型式如用于穩(wěn)定恒溫混合器的工作方式，該恒溫混合器包括一個本體1，在此情況下該本體在上部由一個輸入接頭3補充完整并且構成一個輸出接頭4。輸入接頭3在其內部形成一個入口腔5，并且輸出接頭4在其內部形成一個輸出通道6，該輸出通道與一個占據(jù)著本體1的內室的輸出腔7相連接。
在輸出腔7中可移動地設置有一個活塞8，該活塞具有一個圓柱狀的殼區(qū)段9和一個由被限制的軸向通道12貫穿的橫向區(qū)段11?；钊?的殼區(qū)段9和橫向區(qū)段11限定一個中間腔16的邊界。
在本體1中繞著活塞8的殼區(qū)段9形成一個環(huán)狀的輸入腔13，該輸入腔由輸入接頭3的橫向壁19限定邊界并且由入口腔5通過軸向的周緣通道2供給，這些周緣通道設置在輸入接頭3的橫向壁19中。
在本體1中，輸出接頭4通過一個由通道15貫穿的橫向壁14限定邊界。在該壁14與活塞8之間設置有一個彈簧17，該彈簧又使活塞8以其殼區(qū)段9的邊緣壓在輸入接頭3的橫向壁19上，該輸入接頭限定輸入腔13的邊界。這是所述裝置的在圖1中所示的靜止位置。
在輸入接頭3的橫向壁19的中央?yún)^(qū)域中安裝有一個流量限制裝置10，該流量限制裝置又位于入口腔5與中間腔16之間。這可持續(xù)地從入口腔5到中間腔16、然后從該中間腔到輸出腔7并且到輸出通道6實現(xiàn)流體的通路，但該流體不可超過通過流量限制裝置的特性確定的界限值。因為要穩(wěn)定恒溫混合器，所以這樣選擇流量限制裝置10，使得由該流量限制裝置確定的流量界限值相應于能夠引起所考察的恒溫混合器振動的最大流量值。
在圖1中所示的靜止位置中，整個裝置可由流體穿過，該流體由流量限制裝置10限制。當存在這種受限制的流體時，在入口腔5中和輸入腔13中存在輸入壓力，中間腔16中的壓力由于流體穿過流量限制裝置10經(jīng)歷的壓力降而稍低于輸入壓力，并且輸出腔7中的壓力由于流體穿過被限制的通道12經(jīng)歷的壓力降而進一步降低。由于中間腔16中存在的壓力與輸出腔7中存在的較小的壓力之間的差，活塞被如下地加載，即該活塞離開輸入接頭3，并且彈簧17逆著該過程起作用。
而活塞實際上并不受輸入腔中存在的輸入壓力的影響，因為該壓力在徑向方向上起作用。另一方面，流體經(jīng)歷的壓力降僅與流體的強度和與該流體反向的阻力相關，而與壓力的絕對值不相關?；钊捻憫膊皇茌斎雺毫χ岛推渥兓挠绊?。
被限制的軸向的通道12和復位彈簧17必須彼此相對成比例，以便使彈簧17的作用基本上與這樣的力相應當流量限制裝置10允許的最大流體被排出時，該力易于使活塞從第一位置移動到第二位置中。只要所要求的流體保持在所述最大值之下，活塞就又保持其在圖1中所示的第一位置。
而當輸出接頭4要求比上面確定的最大值大的流量時，輸出腔7中的壓力降低，并且作用在活塞8上的壓力差超過復位彈簧17的力?，F(xiàn)在活塞8移動到其在圖2中所示的第二打開位置中。殼區(qū)段9不再中斷輸入腔13與中間腔16之間的通路，并且流體從輸入腔13到輸出腔7的通路基本上自由。
當所要求的流量此后被重新降低或完全切斷時，復位彈簧17的作用又超過作用在活塞8上的壓力差，并且該活塞重新運動到其根據(jù)圖1的第一閉合位置中。
在示出了本發(fā)明其它實施形式的圖3至圖8中，相同的或與第一實施形式的部分相應的部分標記以相同的參考標號。
在到目前為止所描述的實施形式中，當活塞8在釋放從輸入腔13到中間腔16的通路的情況下運動到其第二位置中時，就活塞8的橫向壁11的減小的通道12而言流體還經(jīng)歷一定的收縮。在根據(jù)圖3和圖4的實施形式中可消除這種收縮。
在該實施形式中，所有部分與根據(jù)圖1和圖2的實施形式的那些部分一致，但以下事實除外活塞8的橫向壁11的通道12具有大得多的直徑，以便本身不造成有害的收縮，并且該通道的橫截面在活塞8位于其第一閉合位置中時借助于一個管狀的突出部18減小，該突出部從輸入接頭3的橫向壁19起延伸到通道12中并且來自流量限制裝置10的流體在該突出部中流動。如可從圖4中看到的那樣，在活塞8移動到其第二位置中時突出部18不再使通道12的橫截面減小，而該通道不再表現(xiàn)出收縮。
圖5示出了一種實施形式，該實施形式在結構上與上述實施形式的區(qū)別在于接頭件是陽型而不是陰型。此外，該實施形式與上述實施形式在輸入接頭3的結構方面不同，該輸入接頭在此情況下具有一個附加元件19，該附加元件安裝在所述裝置的接頭3與本體1之間并且成為輸入接頭3的一部分。附加元件19借助于徑向的通道確定入口腔5并且構成軸向的周緣通道2，這些周緣通道通到輸入腔13中。使用附加元件19可簡化輸入接頭3的結構并且當附加元件19用塑料材料制造時是特別經(jīng)濟的。
圖6示出了根據(jù)圖5的實施形式的另一個構型。在該實施形式中，活塞8的殼區(qū)段9的端部的、在上述實施形式中靠置在輸入接頭3的平的表面上的邊緣可部分地嵌合在一個在該平的表面中空出的座中。這種布置的優(yōu)點在于這樣的事實即使當輸出流量沒有超過為抑制冷輸入水的通道橫截面的限制預給定的值時，在輸出流量突然改變時活塞8可意外地經(jīng)歷受限制的移動，該移動可將該活塞帶到第二打開位置。在這種情況下，當通過殼區(qū)段9的邊緣簡單靠置來進行活塞8的閉合時，通道橫截面的打開狀態(tài)至少暫時地立即出現(xiàn)。而當采用剛才參照圖6說明的布置時，活塞8的受限制的意外移動不是這樣改變通道橫截面的限制的狀態(tài)，即殼區(qū)段9的邊緣不被帶到設置在輸入接頭中的座的外部，并且不存在不方面的緣由。
參照圖6描述的相同原理另外應用在根據(jù)圖7和圖8的實施形式中。在這種情況下，通過將附加元件19的突出部29進入到殼9的內部中來實現(xiàn)活塞8的殼9與元件19的一部分之間的部分插入，該附加元件是輸入接頭3的一部分。突出部29設置有一個環(huán)形密封裝置，該環(huán)形密封裝置在軸向壓縮的狀態(tài)下設置在一個座中。該密封裝置輕微地將活塞8的運動制動以避免該活塞意外移動，此外，該密封裝置在這些部分的同軸度方面補償這些部分的公差，由此可更簡單且更經(jīng)濟地制造。
此外，在圖7和圖8中可看到，在所述裝置的活塞8與本體1之間設置有一個小的中間室28。在活塞8的靜止位置中，除了流量限制裝置10允許的流體之外，該中間室也可允許少量的流體通過，而沒有因此改變在也考慮該流體的情況下設計的裝置的工作方式。這種中間室的存在可實現(xiàn)以較大公差并且由此以降低的成本來制造這些部分。
圖9和圖10示出了一種處于靜止狀態(tài)中或大流量狀態(tài)中的閉塞栓，該閉塞栓包括一個根據(jù)圖6的用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置。
在這種情況下，本體20的在這些圖中在上方示出的半部在其形狀和包含的部分方面基本上相應于圖6中所示的裝置的上部分，而本體20的下部分接收一個閉塞栓的標準的閉鎖件21，該閉塞栓的密封裝置22對由通道15貫穿的橫向壁14作用。在這種情況下，本體20在側面具有帶輸出通道6的輸出接頭4。這得到一種緊湊的部件，該部件的尺寸僅稍大于標準的閉塞栓的尺寸并且該部件可簡化接裝，其方式是不是將兩個而是僅將一個部件與恒溫混合器串聯(lián)地安裝。
此外，在該實施形式中，作為輸入接頭3的一部分的附加元件19在形成一個缸23的情況下加長，活塞8在該缸中滑動。輸入腔13通過在該缸23中構成的孔構成。
需要強調說明的是，已針對特定實施形式所說明的裝置的各個部分的不同變型方案通常也可以在其它實施形式使用中。
由上述內容獲知，本發(fā)明可實現(xiàn)一種用于動態(tài)調節(jié)水流的裝置，該裝置實際上并不對冷水的輸入壓力變化敏感，該裝置調節(jié)冷水流以將該冷水輸送到恒溫混合器中，從而穩(wěn)定該恒溫混合器的工作方式。因此，不再需要根據(jù)在該設備中存在的輸入壓力來調節(jié)復位彈簧的載荷，并且即使當出于某種原因該輸入壓力較大程度地變化時也絕對不能再觀察到該裝置的功能缺陷。該裝置可這樣實現(xiàn)，使得該裝置滿足安裝的不同要求，其方式是簡單地選擇出其各個部分的合適比例，并且顯得有利的是，該裝置由于其簡單并且由于其有限的尺寸而可安裝在閉塞栓中。
需要堅持的是，本發(fā)明并不被限制在所描述且作為實施例示出的實施形式。已經(jīng)說明了極其不同的變型方案，其它方案需要專業(yè)人員的能力。這些變型方案和其它變型方案以及通過技術等同實現(xiàn)的任何替換方案可以補充該說明和描述，而不會由此脫離本發(fā)明和該專利的保護范圍。
權利要求
1.用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置，該裝置在一個本體中包括一個入口接頭、一個輸入腔、一個輸出腔、一個設置在該輸入腔與該輸出腔之間并且可在第一位置與第二位置之間運動的活塞和一個復位彈簧，該第一位置是朝該輸入腔移動，其中，該活塞在該第一位置中使該輸入腔與該輸出腔之間的流體收縮，該第二位置是朝該輸出腔移動，其中，該活塞在該第二位置中不使該輸入腔與該輸出腔之間的流體收縮，該復位彈簧對該活塞朝該第一位置加載，其特征在于該輸入腔是至少部分環(huán)狀的并且包圍著該活塞，該活塞包括一個設置在該輸入腔的區(qū)域中的圓柱狀的殼區(qū)段和一個橫向區(qū)段，該橫向區(qū)段限定一個中間腔并且被一個軸向的被限制的通道貫穿，在該入口接頭與該中間腔之間設置有一個流量限制裝置，該軸向的被限制的通道和該復位彈簧這樣地彼此相對成比例，使得該彈簧的作用基本上與這樣的力相應當該流量限制裝置允許的最大流體被排出時，該力易于使該活塞從該第一位置移動到該第二位置中。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置，其特征在于該中間腔在所述裝置的本體中通過該輸入接頭限定邊界，在該輸入接頭中限定一個入口腔并且該輸入接頭具有一個橫向壁，在該橫向壁中構成軸向的周緣通道，這些周緣通道通到包圍著該活塞的環(huán)狀的輸入腔中，而該流量限制裝置安裝在該橫向壁的中央。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置，其特征在于該入口腔和這些軸向的周緣通道由一些包含在一個附加元件中的通道構成，該附加元件安裝在所述裝置的本體與該輸入接頭之間，該附加元件是該輸入接頭的一部分。
4.根據(jù)權利要求3所述的用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置，其特征在于該附加元件被這樣加長，使得該附加元件形成一個突出部，該突出部伸入到該活塞中并且承載有一個環(huán)形密封裝置，該環(huán)形密封裝置在軸向壓縮的情況下設置在該環(huán)形密封裝置的座中。
5.根據(jù)權利要求3所述的用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置，其特征在于該附加元件被這樣加長，使得該附加元件形成一個缸，該活塞在該缸中滑動，并且該輸入腔以設置在缸中的孔的形式被確定。
6.根據(jù)權利要求3所述的用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置，其特征在于該附加元件用沖壓的塑料材料制成。
7.根據(jù)權利要求2所述的用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置，其特征在于該活塞在其第一閉合位置中靠置在該輸入接頭的平的表面上。
8.根據(jù)權利要求2所述的用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置，其特征在于該活塞在其第一閉合位置中部分地插入在一個座中，該座由該輸入接頭的一個平的表面構成。
9.根據(jù)權利要求2所述的用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置，其特征在于該活塞在其第一閉合位置中部分地套在一個突出部上，該突出部由該輸入接頭的一個平的表面構成。
10.根據(jù)權利要求1所述的用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置，其特征在于該活塞以一個顯著的中間室安裝在所述裝置的本體中。
11.根據(jù)權利要求1所述的用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置，其特征在于所述裝置安裝在一個閉塞栓中。
12.根據(jù)權利要求11所述的用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置，其特征在于該活塞的移動方向與該閉塞栓的閉鎖元件的軸線疊合。
13.根據(jù)權利要求1所述的用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置，其特征在于所述裝置串聯(lián)地安裝在恒溫混合器的冷水輸入口中以穩(wěn)定該恒溫混合器。
14.用于動態(tài)調節(jié)流體、尤其是被確定用于穩(wěn)定恒溫混合器的裝置，其特征在于由上述說明和附圖獲知的或者以其總體、以其不同組合或分別地通過其技術等同方案替換的特征、布置和工作方式。
15.閉塞栓，用于串聯(lián)地安裝在恒溫混合器的冷水輸入口中，其特征在于該閉塞栓包括一個根據(jù)上述權利要求之一的用于動態(tài)調節(jié)流體的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于動態(tài)調節(jié)水流的裝置，如用于穩(wěn)定恒溫混合器的工作方式。該裝置具有一個閥，該閥具有一個活塞(8)和一個迫使活塞進入到第一位置中的復位彈簧(17)，其活塞可與流體相關地在兩個位置中運動。當流體處于閾值之下時，活塞處于第一位置中，其中，一個流量限制裝置(10)限制該流體。當流體處于該閾值之上時，活塞運動到第二位置中并且流量限制裝置被分流。
文檔編號G05D16/10GK101088057SQ200580038369
公開日2007年12月12日 申請日期2005年11月9日 優(yōu)先權日2004年11月9日
發(fā)明者阿爾方斯·克納普 申請人:印第安納馬斯科公司