HU224595B1 - Kialakítás csak forgatással működtetett egykaros keverőcsaptelephez - Google Patents

Description

A találmány olyan kialakításra vonatkozik, amely csak forgatással működtetett olyan egykaros keverőcsaptelephez alkalmazható, amelynek az átáramló hideg és meleg víz mennyiségének és arányának szabályozására szolgáló, egymáson elrendezett, egymással síktömítést képező álló bevezetőtárcsája és forgó szabályozótárcsája van. Az álló bevezetőtárcsában van kialakítva a vízhálózathoz csatlakozó hidegvíz-bevezető csatorna és melegvíz-bevezető csatorna, míg a forgó szabályozótárcsában a hidegvíz-átömlőcsatorna és a melegvíz-átömlőcsatoma. A hidegvíz-átömlőcsatorna és a melegvíz-átömlőcsatorna egy keverőtérhez csatlakozik, amely a szabályozótárcsában vagy a szabályozótárcsának a bevezetőtárcsával ellentétes oldalán egy, a szabályozótárcsával működtetett kapcsolatban lévő forgatóelemben van kialakítva, a forgatóelemnek a szabályozótárcsával ellentétes végére van rögzítve a működtetőkar.

A széles körben elterjedt egykaros, kerámiatárcsás síktömítéssel ellátott csaptelepeknél gyakran előfordul, hogy a kezelőkar a kétféle mozgása miatt az egyik irányú mozgatás közben könnyen elmozdul a másik irányban is, így nem egyértelmű a kezelése. A beállítási bizonytalanság kiküszöbölésére bizonyos speciális felhasználási célokra megjelentek az úgynevezett biztonsági egykaros csaptelepek. Ezekre különösen kórházakban, laboratóriumokban van szükség, ahol a sterilitás érdekében a működtetőkart sokszor kézfejjel vagy alkarral mozgatják.

A biztonsági csaptelepekre számos megoldás született, például amilyen a DE-32.18.091 számú, az EP-0.557.696 számú, az EP-0.653.581 számú, a GB-2.073.373 számú, a WO-99/31.417 számú vagy a WO-99/39.119 számú szabadalmi leírásban látható, abban azonban mind megegyezik, hogy a működtetőkar csak forgásirányban mozdítható el, így a csaptelepek kötött sorrendben műkődnek úgy, hogy a kar forgatásával először a hideg víz kezd folyni, majd a kar további forgatásával ehhez egyre több forró víz keveredik hozzá, végül szélső állásban csak forró víz folyik. Ennek az az előnye, hogy csak a hideg víz nyitásán keresztül lehet nyitni a csapot.

Ezek a csaptelepek felépítésüket tekintve hasonlítanak a normál egykaros csaptelephez, azaz a csaptelepkartusban alul egy álló bevezetőtárcsa, felette egy mozgó szabályozótárcsa van, amelyek síktömítést alkotnak egymással. A bevezetőtárcsában excentrikus helyzetben van kialakítva a vízhálózathoz csatlakozó hidegvíz-bevezető csatorna és melegvíz-bevezető csatorna, a közepében pedig a kevert vizet elvezető kilépőcsatorna, amely a csaptelep kifolyócsonkjához csatlakozik, míg a szabályozótárcsában a bevezetőcsatornák zónájában két átömlőcsatorna, a kilépőcsatornával fedésben pedig egy visszavezető csatorna van kialakítva. A bevezetőcsatornák és átömlőcsatornák közös keresztmetszete határozza meg a mindenkori átömlő-keresztmetszeteket, azaz a hideg és meleg víz átáramló mennyiségét. A szabályozótárcsa felül egy működtetőelemmel van összekapcsolva. A működtetőelemben a szabályozótárcsa felett van kialakítva a keverőtér, amely mind a szabályozócsatomákkal, mind a visszavezető csatornával állandó kapcsolatban áll. A működtetőelem felső részéhez közvetlenül vagy egy menesztőelemen keresztül van hozzárögzítve a csaptelep működtetőkarja.

A normálcsaptelep és a biztonsági csaptelep közötti különbség a bevezetőcsatomák és a szabályozócsatornák alakjában jelentkezik. Mivel a szabályozótárcsa csak forgómozgást végez, a bevezetőcsatornák és a szabályozócsatornák alakjának és elrendezésének olyannak kell lennie, hogy a kölcsönös elfordulásuk az átáramló hideg és meleg víz abszolút és egymáshoz viszonyított relatív mennyiségét is szabályozza. Az előbb hivatkozott szabadalmi leírásokból látható, hogy a bevezetőcsatornák és szabályozócsatornák alakjának és elrendezésének kiválasztásánál különböző szempontok érvényesülhetnek, ezért igen változatos képet mutatnak.

A kórházak, laboratóriumok a csaptelepek könnyebb kezelése érdekében általában a szokásosnál jóval hosszabb működtetőkart igényeltek. Ennek az igénynek az alapján született egy olyan konstrukciós irányzat, ahol a kifolyócsonkot és a működtetőkart egyesítették. Erre több példát is bemutat az US-4.768.557 számú szabadalmi leírás.

Az egyik változatban a csaptelep házában egy vízszintes tengelyű forgótolattyú van, ennek az egyik végéhez van rögzítve a kifolyókar. A forgótolattyúban a tengelyére merőleges síkokban két, egymáshoz képest eltolt, hosszúkás nyílás van, ezek a házban kialakított belépőfuratok felett fordulnak el. A mennyiség és a hőfok szabályozása a forgótolattyú elforgatásával történik, a zárt állások a szélső helyzetekben vannak, így adott esetben a teljes szabályozást végre kell hajtani egyik zárt állástól a másikig.

Ennek a változatnak síktárcsás kiviteli alakja is van, ahol a vízszintes tengelyű forgótolattyút vízszintes tengelyű síktárcsák helyettesítik.

Az előbbi kiviteli alak javított változatánál két forgótolattyú van egymásban, az egyik a mennyiséget, a másik a hőfokot szabályozza. A belső forgótolattyú a kifolyókarral ellentétes végén egy forgatógombbal van ellátva.

Egy másik változatnál a szabályozóelem egy függőlegesen eltolható és a tengelye körül forgatható tolattyú. A kifolyókar egy fogaskerék-fogasléc áttételen át emeli-süllyeszti a tolattyút, ez adja a mennyiségi szabályozást, ugyanakkor forgásirányban menesztőkapcsolatban van a tolattyúval, a tolattyú forgatása adja a hőfokszabályozást.

A forgó és axiálisan mozgó tolattyús megoldás egyik kiviteli alakjánál a kifolyókar a tolattyút két részre osztja, és excenterszerű kialakítással axiálisan mozgatja. Ez adja a hőfokszabályozást. A kifolyókar billentése forgatja a tolattyút, ez adja a mennyiségi szabályozást.

Egy harmadik változatnál a szabályozóelemek az egykaros csaptelepekre jellemző hagyományos síktárcsák. A kifolyókar egy félgömb alakú gallérba csatlakozik, amely tömítve van a csaptelep házában. A szabá2

HU 224 595 Β1 lyozótárcsa feletti keverőtér nem a szabályozótárcsával kapcsolatban álló menesztőelemben, hanem a félgömb alakú gallér és a szabályozótárcsa között van kialakítva.

Egy másik alapvető működési elvet mutat be az US-5.685.339 számú szabadalmi leírás. Itt a csaptelep házában egy golyós szelep van, benne egy lefelé fordított Y alakú járattal. Az Y alakú járat szárához csatlakozik a kifolyókar, a két ággal szemben pedig a házban a hideg és meleg víz beömlőnyílása van kialakítva. A beömlőnyílások síkjában forgatva a golyós szelepet megtörténik a hőfokszabályozás, ebből bármelyik irányban elforgatva el vannak zárva a beömlőnyílások.

Amellett, hogy a most említett megoldásoknál is fennáll az elállítódás lehetősége, a kialakításuk általában bonyolult, vagy gyártási szempontból előnytelen.

A találmány célja olyan egykaros keverőcsaptelep kialakítása, amely mind a biztonsági csaptelepek, mind kifolyókaros csaptelepek előnyével rendelkezik. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a jól bevált, könnyen gyártható kerámiatárcsás biztonsági csaptelepeknél olyan forgatóelem alakítható ki, amelynél a tengely mérete megengedi egy axiális járat kialakítását. Ezen keresztül a szabályozótárcsa feletti keverőteret össze lehet kötni a kifolyóval.

A találmány tehát kialakítás csak forgatással működtetett egykaros keverőcsaptelephez, amelynek az átáramló hideg és meleg víz mennyiségének és arányának szabályozására szolgáló, egymáson elrendezett, egymással síktömítést képező álló bevezetőtárcsája és forgó szabályozótárcsája van. Az álló bevezetőtárcsában van kialakítva a vízhálózathoz csatlakozó hidegvíz-bevezető csatorna és melegvíz-bevezető csatorna, míg a forgó szabályozótárcsában a hidegvíz-átömlőcsatorna és a melegvíz-átömlőcsatorna. A hidegvíz-átömlőcsatorna és a melegvíz-átömlőcsatorna egy keverőtérhez csatlakozik, amely a szabályozótárcsában vagy a szabályozótárcsának a bevezetőtárcsával ellentétes oldalán egy, a szabályozótárcsával működtetett kapcsolatban lévő forgatóelemben van kialakítva. A forgatóelemnek a szabályozótárcsával ellentétes részére van rögzítve a működtetőkar.

A kialakítás lényege, hogy a forgatóelemben egy olyan, a működtetőkaron is átvezető tengelyirányú járat van, amelynek egyik vége a keverőtérhez van csatlakoztatva, másik vége pedig a forgatóelemhez a működtetőkar fölött csatlakoztatott armatúrakifolyóban kiképezett járathoz van csatlakoztatva, amely járat a kiömlőnyílással van kapcsolatban.

A találmány egy kiviteli példa alapján ismerhető meg részletesebben a mellékelt rajzok segítségével, ahol az

1. ábra egy találmány szerint kialakított csaptelepkartust mutat be a 2. ábrán jelölt l-ll. lépcsős hosszmetszetben, a

2. ábra a csaptelepkartus alulnézete, a

3. és 4. ábra a bevezetőtárcsát alul- és felülnézetben, az

5. és 6. ábra a szabályozótárcsát alul- és felülnézetben, a

7-10. ábra a bevezetőtárcsát és a szabályozótárcsát különböző működési pozíciókban mutatja be.

Mint ismeretes, a korszerű egykaros keverőcsaptelepeknél a funkcionális alkatrészek egy önálló egységbe, az úgynevezett csaptelepkartusba vannak építve. Az 1. ábrán egy ilyen 1 csaptelepkartus látható. A találmány megértéséhez elegendő ennek a részletesebb ismertetése. Az 1 csaptelepkartus a keverőcsaptelep csak egy kis részletével érzékeltetett - 2 házába van beépítve.

Az 1 csaptelepkartusnak egy hengeres 3 kartusháza van, amelynek az aljába egy 4 talp van rögzítve. A 4 talpon három, 5, 6 és 7 nyílás vezet át, amelyeket a talp alján - a 2. ábrán látható módon - egy egyetlen darabban kialakított 8 formatömítés vesz körül. Az nyílás a vízvezeték-hálózat 9 hidegvíz-vezetékével, a nyílás a vízvezeték-hálózat 10 melegvíz-vezetékével van összekötve. A 7 nyílásnak a jelen találmány szerinti 1 csaptelepkartusnál nincs szerepe, de a 4 talp úgy van kialakítva, hogy más rendszerű keverőcsaptelephez is alkalmazni lehessen, ahol a keverőcsaptelep kifolyócsonkjához csatlakozna. Itt a 7 nyílást a keverőcsaptelep 2 házának belső felülete zárja le.

A 4 talp felett egy 11 bevezetőtárcsa helyezkedik el, amely a 3 kartusházban elfordulás ellen reteszelve van. A 11 bevezetőtárcsában van kialakítva a 3-4. ábrán látható módon egy-egy, a két felületét összekötő hidegvíz-bevezető csatorna és 13 melegvíz-bevezető csatorna és egy 14 kivezetőcsatoma. Ezeknél a 4 talp és a 11 bevezetőtárcsa közé egy-egy csőszerű tömítés van elhelyezve. A 12 hidegvíz-bevezető csatorna a 4 talp hideg vizet bevezető 5 nyílásával, a melegvíz-bevezető csatorna a meleg vizet bevezető nyílással van összekötve. A 14 kivezetőcsatorna, amelynek jelen esetben szintén nincs funkciója, a nyílással van összekötve.

A 11 bevezetőtárcsára egy 16 szabályozótárcsa van ráhelyezve. A 11 bevezetőtárcsának és a 16 szabályozótárcsának az egymáson felfekvő felülete össze van csiszolva. A két polírozott felület a 11 bevezetőtárcsa és a 16 szabályozótárcsa között síktömítést alkot.

Az 5-6. ábrán látható 16 szabályozótárcsában egy kiterjesztett szárnyra emlékeztető átvezetőnyílás van, amelynek a két, lényegében sugárirányú szakasza a 17 hidegvíz-átömlőcsatorna és a 18 melegvíz-átömlőcsatorna, a közepe pedig a 19 keverőtér.

A 12 hidegvíz-bevezető csatorna és 13 melegvíz-bevezető csatorna, valamint a 17 hidegvíz-átömlőcsatorna és 18 melegvíz-átömlőcsatorna alakjának és elrendezésének részletes ismertetésére a működésükkel összefüggésben kerül sor.

A 16 szabályozótárcsához felülről, azaz a 11 bevezetőtárcsával ellentétes oldalról egy 20 forgatóelem csatlakozik. A 20 forgatóelem két részből áll. A nagyobb átmérőjű 21 kerámiamozgató menesztőkapcsolatban áll a 16 szabályozótárcsával. A 21 kerámiamozgató és a 16 szabályozótárcsa közé egy 22 tömítés, nevezetesen egy O gyűrű van helyezve, amely a szabályozótárcsa 19 keverőterét elzárja a környe3

HU 224 595 Β1 zettől. A 21 kerámiamozgató és a 3 kartusház közötti sima elfordulást egy 23 teflongyűrü biztosítja.

A 21 kerámiamozgatóban egy tengelyirányú 24 furat van, ebbe van illesztve az 1 csaptelepkartus 25 működtetőorsója. A 25 működtetőorsó és a 21 kerámiamozgató között is menesztőkapcsolat van, emellett egy tömítés is van közöttük, amely szintén egy O gyűrű. A 25 működtetőorsóban egy tengelyirányú 27 járat van, amely egy átmenőfurat.

A 25 működtetőorsó felső vége a 3 kartusházból kinyúlóan van kiképezve, és van a 3 kartusházhoz közeli részén egy bordázott rész, amelyre 28 működtetőkar van rögzítve. Fölötte a 25 működtetőorsó felső végéhez van egy 29 armatúrakifolyó rögzítve, amelyben egy végigfutó 30 járat van, amelynek egyik vége a 25 működtetőorsóban lévő tengelyirányú 27 járathoz csatlakozik, másik vége pedig 31 kiömlőnyílást képezi. így a járat összeköti a 19 keverőteret és a 30 járatot egymással.

A 30 járat tehát a 31 kiömlőnyíláshoz csatlakozik. Értelemszerűen a 25 működtetőorsónak a 3 kartusházon kívül eső része és a 29 armatúrakifolyó közé is be van illesztve egy 32 tömítés, azaz egy O gyűrű.

A találmány szerinti keverőcsaptelep működése a 7-10. ábrák segítségével követhető.

A 7-10. ábrán az egymáson elhelyezkedő 11 bevezetőtárcsa és 16 szabályozótárcsa egymással érintkező síkjai láthatók. Valójában csak elméleti ábrázolásról van szó, a ténylegesen egymáson lévő elemeknél ez így sohasem látható. Tulajdonképpen a 11 bevezetőtárcsának és 16 szabályozótárcsának azok az együttműködő szabályozóélei vannak feltüntetve, amelyek meghatározzák a mindenkori átömlő-keresztmetszeteket. A jobb áttekinthetőség kedvéért a 11 bevezetőtárcsát folytonos vonal, a 16 szabályozótárcsát szaggatott vonal jelöli, míg az aktív keresztmetszetek vonalkázással vannak érzékeltetve. A 28 működtetőkart jelképesen a tengelyvonala és a 31 kiömlőnyílás felőli vége szemlélteti.

A 7. ábrán látható helyzetben a 17 hidegvíz-átömlőcsatorna és a 18 melegvíz-átömlőcsatorna a 12 hidegvíz-bevezető csatorna és 13 melegvíz-bevezető csatorna között helyezkedik el, így a 16 szabályozótárcsa elzárja a 12 hidegvíz-bevezető csatornát és a 13 melegvíz-bevezető csatornát, sem hideg víz, sem meleg víz nem tud a 19 keverőtérbe áramlani. Ez az 1 csaptelepkartus zárt állapota. (Az 1. ábra is ebben az állapotban mutatja be az 1 csaptelepkartust.)

Az 1 csaptelepkartus kinyitásához a 28 működtetőkart el kell fordítani a 33 nyíllal jelzett irányban. Ekkor a működtetőkar a 25 működtetőorsón keresztül elfordítja a 21 kerámiamozgatót és az ezzel menesztőkapcsolatban álló 16 szabályozótárcsát.

Ahogy elfordul a 16 szabályozótárcsa, először a 17 hidegvíz-átömlőcsatorna éri el az alatta lévő 12 hidegvíz-bevezető csatornát, miközben a 16 szabályozótárcsa továbbra is elzárva tartja a 13 melegvíz-bevezető csatornát. Ekkor csak hideg víz áramlik a 19 keverőtérbe. A 28 működtetőkar 30°-os elfordulásánál, amely a 8. ábrán látható, a 12 hidegvíz-bevezető csatorna teljes keresztmetszete szabaddá válik, ez az átömlő hideg víz maximumának felel meg. A 19 keverőtérbe kerülő hideg víz a 25 müködtetőorsóban lévő járaton keresztül a 29 armatúrakifolyó 30 járatába, onnan pedig a 31 kiömlőnyíláson keresztül a szabadba áramlik.

A 28 működtetőkart a 33 nyíl irányában tovább forgatva a 18 melegvíz-átömlőcsatorna is befordul a 13 melegvíz-bevezető csatorna fölé, és a 9. ábrán látható módon a 13 melegvíz-bevezető csatornán is megindul az áramlás. így meleg víz keveredik a 13 melegvíz-bevezető csatornából a 19 keverőtérbe áramló hideg vízhez. Könnyen belátható, hogy a kifolyó víz hőmérsékletét a 12 hidegvíz-bevezető csatorna és a 17 hidegvíz-átömlőcsatorna, illetve a 13 melegvíz-bevezető csatorna és a 18 melegvíz-átömlőcsatorna által meghatározott átömlő-keresztmetszetek aránya adja meg.

Amikor a 28 működtetőkar a 33 nyíl irányában forgatva 90°-ot fordult el, a 17 hidegvíz-átömlőcsatorna túlfordul a 12 hidegvíz-bevezető csatornán, így a 16 szabályozótárcsa ezt elzárja. A 18 melegvíz-átömlőcsatorna teljes egészében a 13 melegvíz-bevezető csatorna fölé kerül, így a 13 melegvíz-bevezető csatorna teljes keresztmetszete szabaddá válik. Ez az állapot, amely a 10. ábrán látható, az átömlő meleg víz maximumának felel meg. A 28 működtetőkar szélső állásában tehát csak meleg víz áramlik a 19 keverőtérbe, onnan pedig a 27, 30 járaton és a 31 kiömlőnyíláson át a szabadba.

Az 1 csaptelepkartus elzárásához a 28 működtetőkart a 33 nyíllal ellentétes irányban visszafelé kell forgatni.

Látható, hogy a 31 kiömlőnyíláson át kiáramló víz hőmérsékletét az alacsonyabb hőfokról a magasabbra, vagy fordítva csak úgy lehet megváltoztatni, hogy a közöttük lévő hőfokokat nem lehet átugrani. A víz hőmérsékletét elméletileg - hacsak igen rövid ideig is - minden közbülső hőfokra folyamatosan be kell állítani, és csak ezután állítható a következő hőfok, azaz a hőfokszabályozás csak kötött sorrendben hajtható végre.

Az ismertetésből jól érzékelhető, hogy a találmány alapján egy egyszerűen kezelhető és egyszerű szerkezetű olyan egykaros keverőcsaptelep készíthető, amelynél azáltal, hogy a működtetőkart a csaptelepkartus kinyitásához-elzárásához és a kibocsátott víz hőfokának szabályozásához csak forgatni kell, tökéletesen ki van küszöbölve az elállítódás lehetősége.

A bemutatott kiviteli alakkal kapcsolatban érdemes még néhány megjegyzést tenni.

Mindenekelőtt meg kell említeni, hogy bár az egykaros keverőcsaptelepeknél a csaptelepkartus alkalmazása a jellemző, a találmány természetesen olyan konstrukcióknál is alkalmazható, amelynél az alkatrészek közvetlenül a csaptelep házába vannak építve.

Az ismertetés során több alkatrésznél felmerült, hogy más rendszerű csaptelepkartusokhoz is alkalmazható, ezért olyan elemeket is tartalmaz, amelyek a találmány szerinti csaptelepkartus működésében nem vesznek részt. A működés ismertetéséből látható egy4

HU 224 595 Β1 részt, hogy ezeknek az elemeknek valóban nincs funkciójuk, és az is megállapítható, hogy jelenlétük semmi problémát nem okoz. Ennek ellenére a kérdéses alkatrészeket úgy is ki lehet alakítani, hogy ezeket az elemeket ne tartalmazzák, azaz kifejezetten a találmány 5 szerinti csaptelepkartus részére készülnek.

A bemutatott kiviteli alaknál a forgatóelem két alkatrészből, a kerámiamozgatóból és a működtetőorsóból van összeállítva. Ennek az az oka, hogy így a két alkatrész az igénybevételhez igazodva eltérő anyagból készíthető.

Ismeretesek olyan kialakítások is, ahol a keverőtér a szabályozótárcsa felett van kialakítva úgy, hogy a forgatóelem vagy a kerámiamozgató aljában egy bemélyedés van, azaz a forgatóelem vagy a kerámiamozgató harangszerűen borul a szabályozótárcsa átömlőcsatornái fölé. A találmány értelemszerűen az ilyen konstrukciókhoz is alkalmazható.

Claims (1)

1. SZABADALMI IGÉNYPONT

   Kialakítás csak forgatással működtetett egykaros keverőcsaptelephez, amelynek az átáramló hideg és meleg víz mennyiségének és arányának szabályozására szolgáló, egymáson elrendezett, egymással síktömítést képező álló bevezetőtárcsája (11) és forgó sza- 20 bályozótárcsája (16) van, az álló bevezetőtárcsában (11) van kialakítva a vízhálózathoz csatlakozó hidegvíz-bevezető csatorna (12) és melegvíz-bevezető csatorna (13), míg a forgó szabályozótárcsában (16) a hidegvíz-átömlőcsatorna (17) és a melegvíz-átömlőcsa- 25 torna (18), a hidegvíz-átömlőcsatorna (17) és a melegvíz-átömlőcsatorna (18) egy keverőtérhez (19) csatlakozik, amely a szabályozótárcsában (16) vagy a szabályozótárcsának (16) a bevezetőtárcsával (11) ellentétes oldalán egy, a szabályozótárcsával (16) működtetett kapcsolatban lévő forgatóelemben (20) van kialakítva, a forgatóelemnek (20) a szabályozótárcsával ellentétes részére van rögzítve a működtetőkar (28), azzal jellemezve, hogy a forgatóelemben (20) egy olyan, a működtetőkaron (28) is átvezető tengelyirányú járat (27) van, amelynek egyik vége a keverőtérhez (19) van csatlakoztatva, másik vége pedig a forgatóelemhez (20) a működtetőkar (28) fölött csatlakoztatott armatúrakifolyóban (29) kiképezett járathoz (30) van csatlakoztatva, amely járat (30) a kiömlőnyílással (31) van kapcsolatban.