专利名称：具有用于动态地调节水流的装置的恒温混合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种恒温混合器，它包括一个对该混合器供水的、用于动态地调节冷水流的装置。
背景技术：
当所要求的流量大大小于最大流量时，适合于实现较大流量的恒温混合器不再能合乎规定地工作，当适合于供给具有多个淋浴装置的设备的恒温混合器被使用来供给一个唯一的淋浴装置时，就出现这种情况。在该情况下，该恒温混合器失去其稳定性并且陷入波动，因此从该混合器导出的水流始终遭受冷水与热水混合比的改变并且因此遭受温度波动，这对于使用者来说是不舒服的并且可能是危险的。该缺点可通过以下方式消除，即，当应需要混合后的水的小流量时，对输送给恒温混合器的冷水流反作用一个阻力，并且当应需要混合后的水的大流量时，该阻力被抑制或降低。该过程自动地由一个用于动态调节流的装置来实施，在该装置中考虑当接收到的流量降低时，减小用于冷水的通道横截面，并且当要求较大的流量时，再产生较大的通道横截面。
然而，公知的用于动态调节流的装置具有其缺点。首先，考虑到其结构及其尺寸必然需要一些元件，这些元件相对于输送到混合器的冷水的输入部串联地连接到设备中并且不可安装在该混合器本身中。因此，为了使该装置正确地工作，弹簧的负荷必须根据冷水的输入压力来调节。这就导致一方面为了正确的功能，该装置必须在其安装上适配于在设备中存在的压力条件并且另一方面当在冷水的输入压力中出现不利的变化时，该装置的功能不再正常。
发明内容
本发明的主要任务在于，提供一种恒温混合器，它具有一个用于动态调节冷的输入水的装置，其结构必须如此简单，以致可将其安装在该恒温混合器中，并且其功能很大程度上与输入压力无关，因此所述装置在安装时无需调节并且在输入压力出现不利的变化时也绝不会不正常地工作。
本发明的另一任务在于，提出这样一种恒温混合器，它包括一个用于动态调节流的装置，它与类似的恒温混合器相比具有简单的结构及成本低廉，普通恒温混合器本身不包括用于动态调节流的装置及装备有一个单独的、用于动态调节流的装置，并且该恒温混合器保证了大的可靠性及长的使用寿命。
根据本发明，这些任务通过一种恒温混合器来解决，它在一个设有一个用于冷水的输入通道、一个用于热水的输入通道及一个用于混合后的水的输出通道的本体中包括一个滑移件，该滑移件被设置用于在本体中轴向平移并且用于在相反的方向上缩窄地作用在用于热水及用于冷水的输入通道上，由此使其混合比例改变；一个热膨胀元件，该热膨胀元件与该滑移件连接以便操作该滑移件并且在用于混合后的水的输出通道中延伸；一个作用在该热元件及该装置本体上的弹簧；用于调节该热元件的静止位置的机构及一个杆，该杆将该热元件及用于调节该热元件的位置的机构连接起来，其特征在于在滑移件的内部在冷水输入通道的区域中构造有一个环形的输入腔；该混合器还具有一个空心圆柱体，后者设置在该滑移件的内部并且被设置用于在一个第一位置与一个第二位置之间轴向平移，在该第一位置中该滑移件本身使环形腔与滑移件及活塞内部的空间之间的通道缩窄，在该第二位置中该活塞不使所述通道缩窄；该混合器具有一个第二弹簧，该弹簧在滑移件与活塞之间作用在这样的方向上，使得它向着第一位置加载该活塞；该活塞设有一些受限制的径向通道，这些通道贯穿该活塞并且当该活塞位于其第一位置中时位于环形的输入腔的区域中；该活塞具有一个横向壁，该横向壁将活塞内部的空间划分为一个中间腔及一个输出腔并且在该横向壁中设有一个用于该流的轴向的受限制的通道，该通道由所述用于连接该热元件及用于调节该热元件的位置的机构的杆贯穿。
以此方式，当该活塞位于其第一位置(静止位置)中时，该活塞仅在冷水方面使该混合器的入口缩窄，并且允许该流以受限制的流量流动，尽管该流量大大小于对于该恒温混合器所设计的流量，但是由于冷水的入口的缩窄的存在，该流量不会引起恒温混合器的功能的故障。
在中间腔中产生的压力由压力降来确定，该流在从输入腔通过受限制的轴向通道向中间腔流过时遭受该压力降，并且该输出腔中存在的压力由于由流体在穿过设置在活塞横向区段中的轴向受限制的通道时遭受的压力降而小于前述的压力。在活塞上在轴向方向上及在相反方向如复位弹簧施加的作用基本上以在中间腔中存在的压力与在输出腔中存在的压力之间的差为基础；该压力差作用在活塞的横向区段上并且倾向于克服复位弹簧的力。只要将导出一个小于最大流量的流，该流在恒温混合器中可引起不稳定，那么就可通过在设置在活塞的外壳中的受限制的轴向通道的横截面方面、在设置在活塞的横向区段中的受限制的通道的横截面方面、在复位弹簧的力方面的适当的尺寸确定来实现活塞不从其第一位置移动到第二位置中。
然而，当由输出腔要求一个大于上面定义的流时，在输入腔中存在的压力由于压力降——该较大的流在穿过设置在该活塞的横向壁中的轴向的受限制的通道时遭受该压力降——而减小，并且作用在该活塞上的压力差增大并且克服了复位弹簧的力；然后使该活塞移动到其第二位置中，由此该活塞释放了从输入腔到中间腔及然后到输出通道的流体通道。
因为控制或调节活塞移动的压力不是在该装置的腔中存在的绝对压力，而是中间腔与输出腔之间的压力差，该压力差与该流及反作用于该流的阻力相关，但与绝对压力无关，所以该装置的功能在很大程度上与输入压力无关，并且该装置在其安装过程时无需任何适配并且即使在输入压力强烈变化时也没有显示出功能的不稳定。
鉴于上述用于动态调节流的装置的强烈简化及其尺寸的降低，该装置可无问题地安装在该恒温混合器中并且根据本发明允许制造这样的恒温混合器，该混合器本身包括所述用于动态调节流的装置，该装置在现有技术中必须构成一个单独的附加部件。
本发明主题的这些及其他特征、目的及优点可参照附图更好地由下面对几个实施形式的说明中得到，它们是不受限制的实施例，图中示出图1以轴向剖视图示出本发明的恒温混合器，它包括一个用于动态调节流的装置，图2仅示出图1的混合器的一部分，在静止状态中或在以降低的流运行的状态中，图3示出图2的混合器的相同部分，但是在以增大的流运行的状态中，
图4及5类似于图2及3示出本发明装置的另一实施形式。
具体实施例方式
在图1中以轴向剖视图示出一个恒温混合器，根据本发明，该恒温混合器具有一个用于动态地调节进入的冷水流的装置，该装置具有用于稳定该恒温混合器的功能性的功能。该混合器具有一个本体1，该本体在上部按照一个插塞的方式由一个安装在本体1中的涡形装置(Kartusche)的本体2的上部封闭。该本体1构成一个用于冷水的输入接头3、一个用于热水的输入接头4及一个用于混合后的水的输出接头5。该用于冷水的输入接头3及用于热水的输入接头4在各自的、位于本体1中的环形输入通道6或7中延伸，并且这些环形通道相应于各自的输入通道8或9，后者构造在涡形装置2的本体中。一个滑移件10可轴向移动地装配在涡形装置2的内部，该滑移件被设置用于使这些输入通道8及9在相反的方向上缩窄，以便在相反的方向上修正进入到滑移件10中的冷水及热水的流量，并且由此修正输入到输出接头5中的混合后的水的混合比例及温度。该滑移件10具有一个由一些通道贯穿的横向壁11，在该横向壁上固定了一个热膨胀元件12，后者向着用于混合后的水的输出接头5延伸并且根据混合后的水的温度膨胀并且由此使滑移件10移动。一个弹簧13作用在该结构上，而一个设置在弹簧13的相反侧并且对于使用者可触及到以便进行调节的调节-及保险装置26通过一个杆24确定了该滑移件10的静止位置。在必须具有水密封的地方以公知方式设置了一些合适的密封装置，在此对这些密封装置不再进一步描述。迄今所述的部件是一个恒温混合器的传统结构，其中，该结构及其功能对于本领域技术人员来说是公知的。
根据本发明，该滑移件10在用于冷水的输入通道8的区域中构成一个环形的输入腔19，并且一个空心圆柱体14轴向可移动地装配在该滑移件10的内部，该圆柱体具有一个圆柱形的外壳15，后者由一些受限制的(begrenzt)通道16贯穿。该圆柱体14可在一个第一位置(在附图中向上偏移)与一个第二位置(在附图中向下偏移)之间移动，在该第一位置中外壳15使滑移件10及空心圆柱体14的内空间中的环形输入腔19的通道缩窄，在该第二位置中外壳15不使所述通道缩窄。
此外，该空心圆柱体14具有一个横向壁17，一个轴向的受限制的通道18向着该横向壁敞开，该通道由一个杆24贯穿，后者将热元件12与调节机构26连接起来。在圆柱体14的横向壁17与滑移件10的横向壁11之间设有一个复位弹簧20，后者向着第一位置加载圆柱体14，该第一位置为静止位置。
外壳15及圆柱体14的横向壁17构成了一个中间腔21的边界，而在圆柱体14的横向壁17与滑移件10的横向壁11之间限定了一个输出腔22。
可以理解，在静止位置中，这些受限制的(beschrnkt)径向的通道16允许该流从输入腔19向位于活塞内部的中间腔21的有限流动，并且然后将该流通过轴向的通道18及输出腔22输送到输出接头5，由此横穿整个装置。当存在这种受限制的流动时，输入腔19中的压力为冷水的输入压力，中间腔21中的压力由于压力降——该流由于穿过这些受限制的通道16而遭受该压力降——而小于输入压力，并且输出腔22中的压力由于压力降——该流由于穿过该轴向的受限制的通道18而遭受该压力降——而大大降低。由于在中间腔21中具有的压力与在输出腔22中具有的较小压力之间的差，该活塞被倾向于离开该输入腔19地加载，而该复位弹簧抵抗该过程地起作用。
与此相反，活塞14实际上不受输入腔19中存在的输入压力的影响，因为该压力在径向方向上作用在该活塞14的外壳15上。另一方面，由该流遭受的压力降仅仅与该流的强度及抵抗该流的阻力相关，而与该压力的绝对值无关。活塞14的状态不太受输入压力的值及其改变的影响。
这些受限制的径向通道16、该受限制的轴向的通道18及复位弹簧20必须相对彼此这样地成比例，使得当最大的流被导出，该流在一个恒温混合器中可引起不稳定时，弹簧20的作用基本上相应于这样的力，该力倾向于将活塞14从第一位置移动到第二位置。只要所要求的流保持在所述最大值以下，该活塞14又保持其在图2中所示的第一位置。
相反，当由输出接头5要求一个大于上面定义的最大值的流量时，则输出腔22中的压力降低，并且作用在活塞14上的压力差超过复位弹簧22的力。现在，活塞14移动到其在图3中所示的第二打开位置。外壳15不再使输入腔18与中间腔21之间的通道变窄，并且从输入腔18到输出腔22的流体通道基本上是自由的。
如果在那以后重新降低或完全关断所要求的流，则复位弹簧22的作用又超过作用在活塞14上的压力差，并且该活塞重新运动到其根据图2的第一关闭位置中。
在上述实施形式中，这些受限制的径向通道16由设置在活塞14的外壳15的端部的边缘上的小凹槽构成。在此情况下有利的是，该外壳15是薄的，以便将输入压力的一个降低的并且通常可忽略的分量降到最小，该输入压力在轴向方向上在作用在这些受限制的径向通道16的情况下作用在该活塞上。
图4及5示出本发明装置的其他的实施形式。在这些图中，相同或相应于第一实施形式的部件的部件用相同的参考标号表示。
根据图4及5的第二实施形式与上述实施形式的区别仅在于输入腔18与中间腔21之间的这些受限制的通道是由一个或多个设置在外壳区段15中的小孔20构成，而不是由设置在活塞14的外壳区段15的端部的边缘中的小凹槽16构成。在此情况下，也缺少了输入压力的可忽略的分量——该分量在前述实施形式中沿轴向作用在活塞上，并且活塞14的外壳区段15不必薄地构成。
图4及5还示出，在活塞14与滑移件10之间可设置一个小的中间空间25。该中间空间本身构成一个受限制的通道并且可与这些受限制的通道16或23的作用共同作用或者必要时完全承担后述通道的功能。
如前所述，本发明实现了一种恒温混合器，该混合器本身包括一个用于动态调节冷水的输入流的装置，该装置实际上对于输入压力的变化不敏感并且使该恒温混合器的功能稳定。因此，不再需要根据设备中存在的输入压力来调节复位弹簧的负荷，并且不管出于任何原因而使输入压力大幅改变时，该装置的功能也绝不会出故障。
可以理解，本发明不被限制在所述的及作为例子示出的实施形式上。不同的改型也被描述并且其他改型也属于本领域技术人员能力范围之内。这些及其他的改型以及通过技术等效原理的代替构型也构成对所说明及所示的实施形式的补充，而不脱离本发明及本专利申请的保护范围。
权利要求
1.一种恒温混合器，它在一个设有一个用于冷水的输入通道、一个用于热水的输入通道及一个用于混合后的水的输出通道的本体中包括一个滑移件，该滑移件被设置用于在该本体中轴向平移并且用于在相反的方向上缩窄地作用在用于热水及用于冷水的输入通道上，由此使其混合比例改变；一个热膨胀元件，该热膨胀元件与该滑移件连接以便操作该滑移件并且在用于混合后的水的输出通道中延伸；一个作用在该热元件及该装置本体上的弹簧；用于调节该热元件的静止位置的机构及一个杆，该杆将该热元件及用于调节该热元件的位置的机构连接起来，其特征在于在滑移件的内部在冷水输入通道的区域中构造有一个环形的输入腔；该混合器还具有一个空心圆柱体，后者设置在该滑移件的内部并且被设置用于在一个第一位置与一个第二位置之间轴向平移，在该第一位置中该滑移件本身使环形腔与滑移件及活塞内部的空间之间的通道缩窄，在该第二位置中该活塞不使所述通道缩窄；该混合器具有一个第二弹簧，该弹簧在滑移件与活塞之间作用在这样的方向上，使得它向着第一位置加载该活塞；该活塞设有一些受限制的径向通道，这些通道贯穿该活塞并且当该活塞位于其第一位置中时位于环形的输入腔的区域中；该活塞具有一个横向壁，该横向壁将活塞内部的空间划分为一个中间腔及一个输出腔并且在该横向壁中设有一个用于该流的轴向的受限制的通道，该通道由所述用于连接该热元件及调节该热元件的位置的机构的杆贯穿。
2.根据权利要求1的恒温混合器，其特征在于这些受限制的径向的通道、该设置在活塞的横向壁中的轴向通道及该复位弹簧相对彼此这样地成比例，使得该复位弹簧的作用基本上相应于这样的力，当最大的、可引起恒温混合器的不稳定的流被导出时，该力倾向于使活塞从第一位置移动到第二位置。
3.根据权利要求1的恒温混合器，其特征在于该活塞具有一个外壳区段，这些受限制的通道设置在该外壳区段中。
4.根据权利要求3的恒温混合器，其特征在于这些受限制的通道由一些设置在该外壳的端部的边缘中的小凹槽构成。
5.根据权利要求4的恒温混合器，其特征在于该外壳区段是薄的。
6.根据权利要求3的恒温混合器，其特征在于这些受限制的通道由一些设置在该外壳中的孔构成。
7.根据权利要求1的恒温混合器，其特征在于附加于这些受限制的通道或取而代之地在滑移件与活塞之间设置一个小的中间空间。
8.恒温混合器，包括一个用于动态调节冷水输入流的装置，其特征在于它具有由前面的说明书及附图中得出的特征、结构及功能，或由其技术上的等效替代在其整体上、以其不同的组合或单独地代替。
全文摘要
一种恒温混合器，它包括一个用于动态调节冷水流的装置，它在一个本体中包括一个滑移件，该滑移件被设置用于在该本体中平移并且用于在相反的方向上缩窄地作用在用于热水及用于冷水的输入通道上，由此使其混合比例改变；一个热膨胀元件，该热膨胀元件与该滑移件连接以便操作该滑移件并且在用于混合后的水的输出通道中延伸；一个作用在该热元件上的弹簧及用于调节该热元件的静止位置的机构。根据本发明，在滑移件的内部在冷水输入通道的区域中构造有一个环形的输入腔；该混合器还具有一个空心圆柱体，后者设置在该滑移件的内部并且被设置用于在一个第一位置与一个第二位置之间轴向平移，在该第一位置中该滑移件本身使环形腔与滑移件及活塞内部的空间之间的通道缩窄，在该第二位置中该活塞不使所述通道缩窄；该混合器具有一个第二弹簧，该弹簧在滑移件与活塞之间作用在这样的方向上，使得它向着第一位置加载该活塞；该活塞设有一些受限制的径向通道，这些通道贯穿该活塞并且当该活塞位于其第一位置中时位于环形的输入腔的区域中；该活塞具有一个横向壁，该横向壁将活塞内部的空间划分为一个中间腔及一个输出腔并且在该横向壁中设有一个用于该流的轴向的受限制的通道。该装置基本上不受输入压力改变的影响。
文档编号G05D23/01GK101084392SQ200580038357
公开日2007年12月5日 申请日期2005年11月9日 优先权日2004年11月9日
发明者阿尔方斯·克纳普 申请人:印第安纳马斯科公司