NO124794B - - Google Patents

Description

Anordning for blanding av i varierende

blandingsforhold strømmende medier.

Det er ofte ønskelig på automatisk vei å kunne styre

f.eks. blandingsforholdet mellom to eller flere strømmende medier. Ved blanding av f.eks. hett vann og kalt vann anvendes der vanlig-vis en såkalt blander som ofte består av en dobbeltventil, hvor ut-strømningsportene for hett- og kaltvann sammen f.eks. kan servosty-res for oppnåelse av et ønsket blandingsforhold. En sådan løsning tilfredsstiller dog ikke kravet til momentane endringer i det nevnte forhold og tillater ikke anvendelse av en sådan teknikk for f.eks. å oppnå strømmingsregulering ved såkalte impulsdusjanlegg og i lignende tekniske forbindelser. Impulsdusjanlegg virker på den måte at vanlig ved blanding termperert vann f.eks. av kroppstempera-tur tilføres et dusjmunnstykke. Denne strøm av temperert vann av-brytes periodisk i korte intervaller på f.eks. 0,5-2 sek med kaldt vann. En sådan strømregulering stiller spesielle krav til

en strømstyrende anordning.

Foreliggende oppfinnelse går blant annet ut på å løse disse problemer og foreslår en anordning som tilfredsstiller høyt-stilte krav til regulering av strømmende medier som nevnt ovenfor.

Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en anordning for blanding av strømmende medier i varierende blandingsforhold og for momentane forandringer av blandingsforholdene, særlig for å tilveiebringe såkalt pulsdusjing, omfattende minst to innløp som hvert er forsynt med ventilinnretning og som munner ut i et blandekammer med et utløp.

Det særegne ved anordningen ifølge oppfinnelsen fremgår av de etterfølgende krav.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til tegningene, på hvilke fig. 1 i blokkskjema viser en første ufførel-se av oppfinnelsen for automatisk blanding av hettvann og kaltvann og samtidig kaltvannpulsering ved dusjanlegg for å skaffe såkalt impulsdusjing, fig. 2 viser et . koplingsskjerna over den elektriske kopling av de på fig. 1 inngående elementer, og fig. 3 og 4 viser på tilsvarende måte et annet eksempel.

Den på fig. 1 viste anordning består av to magnetventiler SK og SV som er forbundet med en kalt- henholdsvis en varmtvannsled-ning E og V. Magnetventilenes utløp er direkte bygget sammen med et mindre blandekammer B med en utløpsledning U. Magnetventilenes utløp i blandekammeret er rettet mot hinannen for å tilveiebringe en turbulent blanding. I utløpsledningen er der innsatt et tempera-turfølende organ TH1 som er elektrisk forbundet med en elektronisk styreenhet ST. Elektrisk forbundet med styreenheten er også magnetventilene SK og SV og en kontrollenhet KT som omfatter organer for regulering av blandingsforholdet og impulseringen. Styreenheten ST er over en bryter Sl forbundet med en egnet strømkilde.

Magnetventilene SK og SV er av den type som generelt be-tegnes som indirekte virkende ventil. En sådan ventil er forsynt med en liten avlastningskanal i selve ventilkjeglen eller -legemet, hvilken kanal på sin side er innrettet til å åpnes og stenges av et magnetpåvirket stempel. Ledningstrykket utnyttes til å skaffe det nødvendige tetningstrykk på ventilkjeglen i dennes stengte stilling. Når den elektriske manøverspole som påvirker stemplet blir strømførende, åpnes avlastningskanalen og trykket på ventilkjeglens overside avlastes til ventilens utløpsside. Dette resulterer i et ubalanse-trykkforhold og ventilkjeglen løfter seg, hvorved hovedgjennomløpet åpnes. Sådanne ventiler krever bare ubetydelig elektromagnetisk på-virkningskraft og egner seg således meget godt for samvirkende forbindelse med elektroniske styrekretser. Dessuten er reaksjonstiden for disse ventiler temmelig kort, i praksis ned til 0,1 sek fra f.eks. stengt til åpen tilstand. Denne type av magnetventiler er i og f<p>r seg kjent.

Ved såkalt impulsdusjbehandling skal, som nevnt innled-ningsvis, en pasient utsettes for dusj stråler av temperert vann av-brutt av lengre eller kortere intervaller med kalt vann. Intervall-fordelingen kan ved hjelp av oppfinnelsen være sådan at det tempe-rerte vann sprøytes ut en tid på to sek. hvoretter følger et intervall på et halvt sek med kalt vann etterfulgt av et nytt to-sekund-ers intervall med temperert vann osv. Det har vist seg fordelaktig å ha en fast intervallengde for temperert vann, mens kaltvannsintervallene kan varieres etter forskjellige behov. For å kunne oppnå en vannblanding og impulsering skal styre- og kontrollenhetenes ST-og KT-kobling og funksjon sammen med magnetventilene SK og SV stu-deres nærmere under henvisning til fig. 2. Det bemerkes at kammeret B ikke må være så stort at kaltvannsintervallene temperaturmessig i vesentlig grad påvirkes at temperert vann som er tilbake i nevnte kammer.

Den på fig. 2 viste strømkrets omfatter fire transistorer Tl - T4 som tilføres strøm fra en strømkilde i den ene ledning over en likeretter Dl og i den annen ledning over bryteren Sl som også

er vist på fig. 1. En utjevningskondensator Cl er på vanlig måte koblet mellom ledningene etter likeretteren Dl og bryteren Sl. Bry-terledningen er den positive og er direkte forbundet med transistorenes Tl og T2 emittere. Minusledningen er direkte forbundet med den ene tilslutningsklemme for de to magnetventilers SK og SV spo-ler, hvis andre klemmer er forbundet med transistorenes T3 og T4 kollektorer. Når det gjelder magnetventilens SK spole er denne koblet til transistorens T3 kollektor over en diode D2. Transistorene T2 basis er over en motstand R2 forbundet med forbindelsespunk-tet mellom dioden D2 og magne-ventilens SK spole. Transistorens Tl basis står over en bryter S2 og en motstand RI også i forbindelse med minusledningen: Bryteren S2 er mekanisk koblet med den regulerbare motstand, således at bryteren åpner ved minste motstandsverdi. Strømbalansemotstander R4, R5 og R6, R7 for de respektive transistorers T3 og T4 basiser er på vanlig måte forbundet med transistor-

enes strømtilførselsledninger. Transistorens T3 kollektor er over en kondensator C3 og motstand R9 forbundet med transistorens T4 basis. Tvers over motstanden R9 er lagt det på fig. 1 med TH1 be-tegnede temperaturfølende organ, her i form av en med temperaturen varierende motstand eller en såkalt termistor. Transistorens T4 kollektor er over en kondensator C4 og en motstand R8 forbundet med transistorens T3 basis. Motstandene R8 og R9 er innstillbare og

innbyrdes motsatt mekanisk koblet. Helt generelt kan sies at transistorene T3 og T4 sammen danner en bistabil kobling av multivibra-tortypen. Den ovenfor beskrevne strømkrets virker på følgende måte, idet det antas at bryteren S2 er innkoblet og kondensatoren C2 er

uoppladet.

Ved innkobling av bryteren Sl begynner transistoren Tl å lede. Den trekker ikke full strøm i dette øyeblikk, men tilstrekke-lig til å sette igang koblingens funksjon. I og med at transistoren Tl leder, oppstår der en positiv spenning på kollektoren og strøm passerer i spolen for magnetventilen SK, hvorved denne bringes i funksjon. Den positive spenning på transistorens Tl kollektor bevirker at transistorens T2 basis over motstanden R2 får en sådan forspenning at transistoren T3 blir ikke-ledende. Kondensatoren C2 vil nu lades, da transistoren Tl trekker basisstrøm og der derfor oppstår en positiv spenning på basis, således at kondensatoren C2 lades over transistoren T4 og spolen for magnetventilen SV. Lade-tiden for kondensatoren C2 er innstillbar ved hjelp av den regulerbare motstand R3. I og med at den positive spenning på transistorens Tl basis stiger ved at kondensatoren C2 lades, vil denne transistor bli sperret til en viss ladetilstand av C2. Derved antar transistorens Tl kollektor et minuspotensial og det samme gjelder transistorens T2 basis som er tilkoblet over motstanden R2, således at transistoren T2 straks blir ledende. Dermed får de to transistorer T3 og T4 arbeidsspenning. Det antas at motstandene R8 og R9 er regulert til sine midtstillinger og at kondensatorenes C3 og C4 ladetilstand er sådan at transistoren T3 først blir ledende. Dermed øker spenningen på transistorens T3 kollektor i positiv retning, således at der samtidig går strøm gjennom magnetventilens SK spole og kondensatoren C3 lades positivt; ladestrømmen gjennom R9 og R7 skaper et positivt potensial på transistorens T4 basis, således at denne transistor forblir ikke-ledende under ladeforløpet. Når lad-ningen er fullbyrdet, går spenningen på transistorens T4 basis tilbake til sin normalverdi, ved hvilken transistoren T4 blir ledende og slipper strøm gjennom magnetventilens SV spole som således påvirker magnetventilen i åpnende retning. Samtidig stiger spenningen på transistorens T4 kollektor i positiv retning; dermed lades kondensatoren C4 positivt og ladestrømmen passerer gjennom motstandene R8 og R5. Følgelig øker transistorens T3 basisspenning i positiv retning og bevirker sperring av denne transistor. Dermed opphører strømmen i magnetventilens SK spole og transistorens T3 kollektor antar minuspotensial, hvilket innebærer at kondensatoren C3 utlades og transistorens T4 basispotensial går ytterligere i negativ retning; transistoren T4 forblir dermed ledende og magnetventilens SV spole magnetisert. Såsnart kondensatorens C4 ladestrøm over resistansene R8 og R5 opphører, antar transistorens T3 basis sin normalspenning

og transistoren blir ledende og dens kollektorspenning øker v og kondensatoren C3 lades atter positivt; følgelig passerer strøm gjennom magnetventilens SK spole og forløpet gjentas.

Som det fremgår foreligger der én viss overlapping mellom inn- og utkobling av de to magnetventiler, hvilket er praktisk fordelaktig for oppnåelse av en ønsket væskeblanding. Motstandene R8

og R9 bestemmer både lade- og utladetidene for kondensatorene C3 og C4, så at termistoren TH1 også deltar i forløpet således at kondensatorens C3 lade- og utladetider blir lengre ved for sterk varme i utløpsledningen som følge av termistorens THl økede motstand; dette resulterer i lengre tidsintervaller for påvirkning av magnetventilen SK enn for magnetventilen SV. Ved regulering av de to motstanders

R8 og R9 innstillinger kan det ønskede blandingsforhold og den ønskede temperatur av det utgående vann innstilles. Termistoren THl kan selvsagt være således innstilt at den bare trer i funksjon ved tem-peraturer over det skadelige nivå.

I løpet av den tid transistorene T3 og T4 har utført et antall svingningsperioder har kondensatoren C2 begynt å lades opp; ladestrøm passerer gjennom motstandene R3 og RI; transistorens Tl basispotensial er derunder gått i positiv retning og således forår-saket sperring av transistoren Tl. Når kondensatorens C2 ladefor-løp er fullbyrdet, går transistorens Tl basisspenning til minus som følge av forbindelsen over motstanden RI. Dermed blir transistoren Tl atter ledende, hvilket resulterer i at magnetventilens SK spole får strøm og magnetventilen åpner helt, mens transistoren T2 sperres; dermed opphører strømtilførselen til transistorene T3 og T4. Under det følgende intervall vil således bare kaltvann tilføres utløps-ledningen U, da magnetventilen SK er innkoblet. Imiodlertid utlades kondensatoren C2 og lades til motsatt polaritet og samtidig trekker transistorens Tl basis strøm. Når kondensatorens C2 ladeforløp er fremskredet så langt at der på transistorens Tl basis oppstår sperrespenning, opphører strømmen gjennom magnetventilens SK spole momentant og transistoren T2 blir ledende og forsyner transistorene T3 og T4 med strøm således at disse begynner å svinge på ovenfor be-skrevet måte.

Man får således med den beskrevne anordning avvekslende tilførsel av temperert vann og kaldt vann i lengere eller kortere intervaller i overensstemmelse med den ved hjelp av motstanden R3 innstilte lade- og utladetid for kondensatoren C2. Hvis motstanden R3 stilles på sin laveste verdi, påvirkes bryteren S2 og strømbanen mellom transistorens Tl basis og motstanden RI brytes. Dette innebærer at transistorens T2 basis får et sådant potensial at transistoren blir ledende og kontinuerlig forsyner transistorene T3 og T4 med strøm og disse svinger på angitt måte. Noen avvekslende tilfør-sel av kaltvann vil således ikke skje i sistnevnte stilling.

Grunnen til at dioden D2 er anordnet, fremgår av følgende. Når transistoren Tl er ledende, blir transistorenes T3 og T4 emittere ikke tilført noen spenning. Dette innebærer at et negativt potensial påtrykkes transistorenes T3 og T4 emittere over magnetventilens SV spole. For ikke å bevirke skade på transistorene som føige av den positive spenning som er tilstede over magnetventilens SK spole, er dioden D2 innskutt som en sperre i transistorens T3 kollektorkrets.

Ved hjelp av den ovenfor beskrevne koblings styring av magnetventilene fåes en meget formålstjenlig og lettmanøvrerbar strømstyringsanordning som har stor elastisitet når det gjelder forskjellige anvendelsesområder. Som det vil fremgå kan ifølge oppfinnelsen koblingen med transistorene T3 og T4 anvendes alene for å tilveiebringe det nødvendige blandingsforhold for et strømmende medium, således at termistoren THl i visse tilfelle kan sløyfes eller erstattes med f.eks. et viskositetsfølende organ eller lignende .

Det er også mulig å utføre anordningen ifølge oppfinnelsen med helt adskilt regulering for væskeblanding og impulsering. En sådan anordning skal beskrives nedenfor under henvisning til fig. 3 og 4.

Fig. 3 viser, som fig. 1, en kalt- og en varmtvannsled-ning V hhv. K med hver sin magnetventil SK og SV som er direkte sammenbygget med et blandekammer B. Dette kammer har en utløpsledning U med en temperaturfølende anordning THl, f.eks. en termistor. Magnetventilene SK og SV og termistoren THl er forbundet med en styreenhet ST som på sin side er forbundet méd en kontrollenhet KT. Og-så i utløpsledningen U fra blandekammeret B ligger der en magnetventil SV som er sammenbygget med et annet blandekammer B' som også

har en magnetventil SK' som er forbundet med kaltvannsledningen K. Blandekammeret B' har også et utløp U'. Magnetventilene SV og SK<* >er elektrisk forbundet med en styreenhet ST' som på sin side er forbundet med en kontrollenhet KT'. Til orientering skal nevnes at styreenheten ST og kontrollenheten KT inneholder i hovedsaken koblinger som omfatter transistorene T3 og T4, fig. 2, mens styreenheten ST' og kontrollenheten KT' inneholder i hovedsaken koblinger som omfatter transistorene Tl og T2, fig. 2. Styréenhetene ST og ST' er forbundet med en felles strømkilde over en bryter Sl.

Som det fremgår av fig. 4 dannér transistorene Tl og T2 en fra transistorene T3 og T4 adskilt krets. I transistorenes Tl og T2 kollektorkretser ligger spolene for de ytterligere magnetventiler SK1 og SV, hvorav følger at transistorene Tl og T2 bare regulerer kaltvannsimpulseringen. Av dette følger at transistorene Tl og T2 bare regulerer den avvekslende tilførsel av kaltvann i anleg-get.

Anordningen virker i korthet på følgende måte. Ved innkobling av bryteren Sl får de to transistorer T3 og T4 direkte arbeidsspenning og vil svinge på den ovenfor beskrevne måte, således at magnetventilene SK og SV gjennom blanderen B vil avgi temperert vann, hvis temperatur er bestemt av motstandenes R8 og R9 innstillinger. Ved innkoblingen av bryteren Sl vil også transistorene Tl og T2 tilføres strøm, og avvekslende bringes i ledende og ikke-ledende tilstand. Ved innkobling av de ytterligere magnetventiler SK' og SV i de respektive transistorers Tl og T2 kollektorkretser vil disse transistorer påvirke de nevnte ventiler direkte til ledende og ikke-ledende tilstand, idet innkoblingstidene for de respektive magnetventiler SK' og SV vil bestemme pulseringsintervallene for avvekslende temperert vann fra utløpsledningen U og kaltvann fra ledningen K. Som ved koblingen ifølge fig. 2 kan varigheten av kaltvanntilførselen reguleres ved hjelp av kondensatorens C2 lade-strømregulerende motstand R3. Anordningen ifølge fig. 3 og 4 er noe mer komplisert og kostbar enn den ifølge fig. 1 og 2, men kan i visse forbindelser være å foretrekke, særlig ved store dusjanlegg i andre tekniske forbindelser hvor ekvivalente forløp av de strøm-mende medier er ønskelig.

Innenfor oppfinnelsens ramme er også sådanne utførelser tenkelige, ved hvilke ventilmanøverpulséne frembringes på annen ekvivalent måte enn ved hjelp av de ovenfor beskrevne elektriske koblinger.

Claims (5)

1. Anordning for blanding av strommende medier i varie-. rende blandingsforhold og for momentane forandringer av blandingsforholdene, særlig for å tilveiebringe såkalt pulsdusjing, omfattende minst to innlop (K, V) som hvert er forsynt med ventilinnretning (SK, SV) og som munner ut i et blandekammer (B) med et uti op (U), karakterisert ved at hver ventilinnretning (SK, SV) er forbundet med hver sin side av en multivibrator (ST) somhar innstillbare pulstider og en sådan frekvens at vedkommende pulstid er kortere enn venti 1 innretningenes (SK, SV) mekaniske reaksjonstider for hel åpning eller hel stengning, og at mu1tivibratoren (ST) er innrettet til å styres av en styreenhet (KT) på sådan måte at multivibratoren (ST) avvekslende bringes i virksom og uvirksom tilstand, idet under uvirksom tilstand bare ett (SK) av venti 1 innretningene bringes i åpen stilling og den annen ventilinnretning (SV) bringes i stengt stilling, idet den uvirksomme tilstand har minst en sådan varighet at der i utlopet (U) i det vesentlige oppstår et homogent parti av strommende medier fra sistnevnte åpne tillop.

2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at de to venti 1innretninger utgjbres av magnetventiler (SK, SV) og at hver magnetventils manbverkrets er forbundet med hver sin styrekrets som består av en transistor (T3, T4) med kollektoren forbundet med magnetventilenes (SK, SV) manoverkretser og over en kondensator (C3, C4) koblet med den annen transistors basis over en eller flere regulerbare motstander (R8, R9) som er koblet med hinannen og arbeider i motsatte ret-ninger,for å danne en bistabil multivibrator.

3. Anordning i henhold til krav 2, karakterisert ved at ninst den ene av motstandene (R8, R9) er shuntet av en t e rmi s t orkre t s (THl), hvis .uotstand varierer i avhengighet av b1 andingstemperaturen av det medium som strbmmer ut gjennom magnetventilene.

4. Anordning i henhold til et av kravene 1-3, karakterisert ved at styreenheten (KT) som avvekslende sperrer multi vibratorens (ST) funksjon og under sperreinterva 11ene styrer en (SK) av magnetventilene til åpen stilling, består av to transistorer (Tl, T2), av hvilke den ene (T2) er innrettet til å sperre strbmti 1 fbrse1 en til de transistorer (T3, T4) som styrer blandingsforholdet, og den annen transistor (Tl) er innrettet til i ledende tilstand å påvirke en (SK) av magnetventilenes magnetkretser, og at de to transistorer (Tl, T2) er innrettet til avvekslende å bringe hinannen i ledende og ikke-ledende tilstand, idet tiden for de forskjellige tilstander er innstillbare ved hjelp av en RC-krets (R3, C2) som er innkoblet mellom den ene transistors (T2) kollektor og den annen transistors (Tl) basis, hvilken sistnevnte transistors kollektor over en motstand (R2) er forbundet med den annen transistors (T2) basis.

5. Anordning i henhold til et av kravene 1-4, karakterisert ved at de to magnetventiler (SV, SK), hvis utlbp er forbundet med blandekammeret (B), står med sitt utlbp (U) i forbindelse med en ytterligere magnetventil (SV<1>) som er forbundet med et ytterligere blandekammer (B<1>) som også er forbundet med en ytterligere magnetventil (SK<1>) for tilfbrsel av de samme strbmmende medier (K) som også tilfores en (SK) av de først-nevnte to magnetventiler, hvilken sistnevnte magnetventil er innrettet til å styres av mult i vibratoren (ST) for å tilveiebringe blanding av de tilforte strbmmende medier, og at ytterligere magnetventiler (SV<1>, SK') er styrt av styreenheten for tilveiebringelse av veksling av de til disse tilforte strbmmende medier, idet styreenheten arbeider uavhengig av mu1tivibratoren.