阅读说明：本技术 用于饮用水装置的阀 (Valve for drinking water apparatus ) 是由 斯特凡·弗里斯 罗兰·布卢门塔尔 亚历山大·福格特 于 2020-03-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及用于饮用水装置的阀,该阀包括：与管道连接的阀壳体；和调节活塞,该调节活塞能够在阀壳体中移动并且耦接至在阀壳体的外侧暴露的主轴,并在与主轴相反的一侧与热膨胀元件配合,该热膨胀元件暴露在通过阀壳体的流路径中,并且在弹簧元件的预紧力下倚靠该调节活塞搁置,由于膨胀元件的膨胀,调节活塞能够相对于膛孔移动。在上述阀中,调节活塞限定Kv最小设定区域,在调节活塞的Kv最小位置处,在调节活塞与膛孔之间形成Kv最小流通路；和/或调节活塞利用形成在调节活塞的外周向表面上的支撑点和中间的流通路中空体限定Kv最大设定区域,在调节活塞的Kv最大位置处,支撑点延伸直至膛孔并且设置在支撑点之间的流通路中空体限定Kv最大流通路。(The present invention relates to a valve for a drinking water device, the valve comprising: a valve housing connected to the conduit; and an adjustment piston movable in the valve housing and coupled to the main shaft exposed outside the valve housing and cooperating on a side opposite the main shaft with a thermal expansion element exposed in a flow path through the valve housing and resting against the adjustment piston under the pretension of the spring element, the adjustment piston being movable relative to the bore due to expansion of the expansion element. In the above valve, the regulating piston defines a Kv minimum setting region at which a Kv minimum flow passage is formed between the regulating piston and the bore; and/or the adjusting piston defines a Kv maximum setting area with supporting points formed on an outer circumferential surface of the adjusting piston, which extend up to the bore and between which the flow passage hollow body defines a Kv maximum flow passage, and an intermediate flow passage hollow body.)

用于饮用水装置的阀

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的特征的用于饮用水装置的阀。这种阀根据DE102011010840A1是已知的。

背景技术

本发明特别地涉及用于调节冷水循环的阀。阀壳体中形成了用于饮用水的流路径，热膨胀元件暴露在该流路径中，该热膨胀元件在弹簧元件的预紧力下倚靠调节活塞搁置。由于膨胀元件的膨胀，调节活塞相对于膛孔移动。结果，进行了对通过阀的流的温度受控调节。进行通过阀的这种流的目的是为温度低的饮用水设定Kv最小，使得在饮用水足够冷时将只发生最小的循环。另一方面，如果饮用水的温度升高，则增加通过阀的循环的目的在于使温暖的饮用水尽快从与阀相关联的管区段排出，并将其通过通常设置有泵的循环管供应给冷却单元，例如，如在EP2487301B1中描述的。在那里描述的安装情况(installationsituation，装置情况)也适用于根据本发明的阀的可以想到的安装情况。

根据DE102011010840A1已知的用于控制冷水循环的阀仍然有改进的空间，因为在那里描述的解决方案对应于用于调节热水循环的传统阀。已知这种调节已经有很长时间，唯一的区别在于利用膨胀元件的性能，使得随着水温度升高，流通路将被增大，而不会像在用于热水循环的热控制阀的情况下那样减小。至于其余情况，以相同的方式采用热水调节阀的设计原理。但是，这些设计原理不能充分满足冷水系统中的循环要求。

基于上述问题，本发明提供了迄今为止用于饮用水装置的改进的阀，其中，取决于可调整的温度或不可调整的温度，该阀在水温度高于该温度时允许冷水的较大体积流，并且该阀在低温度情况下优选地将流率控制到最小体积流。

发明内容

为了解决该问题，本发明教导了一种具有权利要求1的特征的阀。在权利要求5中明确了一种替代性解决方案。两个方面的结合提供了一种适于以可能的最佳方式进行冷水循环的阀。

根据权利要求1所限定的解决方案，该阀可以设定在Kv最小处的大约0.05m³/h+/-0.01m³/h的非常小的体积流。与传统的调节阀相比，调节间隙在此不形成为在周向方向上的环形间隙。相反，在调节活塞的外周向表面与通常是壳体的固定部分的膛孔之间设置有径向地延伸的在周向上不连续的间隙。通过该间隙，限定了Kv最小流通路。当具有其Kv最小设定区域的调节活塞被定位在膛孔的水平上时，流通路被限定。这一Kv最小设定区域位置称为Kv最小位置。

非常小的Kv最小流通路由单个径向地延伸的间隙限定。不言而喻，也可以设置多个径向地延伸的间隙，每个间隙在周向方向上是不连续的。间隙通常在周向方向上延伸几度，例如在2至8°之间。

调节活塞的Kv最小设定区域在此由一定的活塞区域形成，该活塞区域在轴向方向上延伸并且在Kv最小位置处被定位在膛孔内。

邻近Kv最小设定区域，调节活塞通常形成外周向表面，随着饮用水温度升高，该外周向表面越来越多地允许冷水穿过调节间隙，从而引起膨胀元件膨胀。以此方式，调节活塞与膛孔之间的流通路增大，以便排出温暖的、陈旧的水。

调节活塞通常在其Kv最小设定区域中包括塑料密封元件，在调节活塞的Kv最小位置处，该塑料密封元件的外周向表面限定间隙。该塑料密封元件的外周向表面可以至少沿其周缘的一部分抵靠通常是壳体的固定部分并构建膛孔的对立表面(countersurface，相向表面)，并且在周向上密封调节间隙，至少密封其主要部分。在周向方向上密封至少主要部分意味着在此密封膛孔的周向尺寸的至少330°，优选地至少350°。

根据本发明的优选的另外的发展，调节活塞在其Kv最小设定区域中包括塑料密封元件，在调节活塞的Kv最小位置处，该塑料密封元件具有限定调节间隙的径向狭槽。该塑料密封元件可以在径向预紧力下抵靠对立表面。支撑密封元件并且可以由调节活塞基部限定的支撑表面、和/或膛孔的内周向表面在形状上可以是锥形的，使得随着Kv最小位置越来越近，环形的塑料密封元件将在狭缝区域中被压缩，并且流通路将以此方式变窄。应当不能通过膨胀元件对流通路完全阻塞或无法使用的位置进行调整。

根据特别优选的替代性实施方式，该替代性实施方式与在调节活塞上形成以上讨论的Kv最小设定区域有效地相关，调节活塞附加地具有Kv最大设定区域。在调节活塞的该Kv最大设定区域中，支撑点形成在调节活塞的外周向表面上。在这些支撑点之间，设置了流通路中空体。因此，支撑点和流通路中空体在Kv最大设定区域的水平上在周向方向上交替出现。在调节活塞的Kv最大位置，支撑点延伸直至膛孔。这具有的效果在于，将在Kv最大位置引导和支撑活塞。在这方面，应考虑在放入膨胀元件的情况下，用于在主轴方向上拉紧调节活塞的弹簧元件通常在Kv最大位置在很大程度上被压缩，并且应考虑，直接或间接地通过膨胀元件，调节活塞仅在不充分的程度上相对于主轴被轴向地引导，并且仅直接或间接地在那里被支撑倚靠在主轴的端面上。因此，支撑点引起调节活塞一定程度上在Kv最大位置被引导。支撑点不需要以构建装配(fit，配合、匹配)的方式进行配置。支撑点可以限定包络表面，该包络表面略微比膛孔的内周向表面小。然而，通常至少两个支撑点抵靠由膛孔构建的对立表面，使得调节活塞在Kv最大位置处将由通常限定膛孔的壳体支撑并引导。

根据本发明的优选的另外的发展，Kv最大设定区域被设置成在调节活塞上位于Kv最小设定区域与主轴之间。结果就是，从主轴开始，调节活塞首先限定Kv最大设定区域，然后是用于在膨胀元件膨胀的基础上调节流通路的调节设定区域和用于设定Kv最小流通路的Kv最小设定区域。该设定区域通常还表示调节活塞在该调节活塞在阀壳体内的移动框架内的最高位置。在该最高位置，调节活塞最大程度地靠近主轴延伸穿过的阀头。因此，在最高位置处到底部的距离是最大的。

根据本发明的优选的另外的发展，主轴能旋转地支撑在阀***件壳体中。该阀***件壳体限定通向膨胀元件的至少第一径向流通路。该第一径向流通路可以是到阀***件壳体内的流路径的进口开口或出口开口，其中膨胀元件暴露在该流路径中。在被定位成与主轴相反的端上，根据本发明的优选的另外的发展的阀***件壳体连接到进口套筒，该进口套筒通常被密封地连接——通常被旋拧紧固——至阀***件壳体并限定第二径向流路径，该第二径向流路径由到该流路径的进口开口和出口开口中的另一个限定。优选地，进口套筒在此限定了到膨胀元件的流的进口。进口套筒附加地限定了底部，弹簧元件以其自由下端搁置在该底部上。

相较于根据DE102011010840A1已知的解决方案，这种结构设计提供的优点在于，流径向地进入，并且不像上述现有技术那样通过弹簧元件进入，其中流必须首先径向地穿过弹簧的线圈，以到达膨胀元件。可以想象这样的情况，其中，弹簧线圈相对较近地间隔开。在这种情况下，流畅通无阻地通过阀***件壳体是不可能的。

根据本发明的优选的另外的发展，进口套筒优选地限定支撑衬圈(collar，套管、柱环)，弹簧元件倚靠该支撑衬圈的内部搁置。该弹簧是线圈弹簧。支撑衬圈防止弹簧元件屈曲，并在外部引导线圈弹簧。支撑衬圈优选地由弹簧支撑套筒形成，该弹簧支撑套筒被支撑成能够相对于阀***件壳体轴向地移动，优选地被支撑为使得该弹簧支撑套筒在进口套筒内能够在受限制的程度上轴向地移动。进口套筒限定至少一个端侧止挡件，弹簧支撑套筒由于弹簧元件的预紧而在组装之前抵靠该端侧止挡件，使得阀***件壳体与进口套筒和弹簧支撑套筒一起可以作为一个单元被处理并被旋拧到阀壳体中。

优选地，在安装情况下，弹簧支撑套筒倚靠阀壳体搁置。这将避免可能在进口套筒的下侧闭合的该进口套筒的底部与形成阀壳体的相反壁之间出现的死角等。

根据另外的优选实施方式，设置了阀盘，该阀盘承载密封盘，在阀的闭合位置，该密封盘抵靠被设置成邻近膛孔的密封座。阀盘优选地支撑膨胀元件。因此，阀盘被定位在主轴与膨胀元件之间，并且通常被膨胀元件的主轴侧端优选地直接接触。

根据本发明的优选实施方式，设置了可操作地连接至主轴的电机驱动器。该电机驱动器特别地适合于设定Kv最大。根据本发明的阀的Kv最大尤其允许冲洗与该阀相关联的管区段。在这种情况下，将Kv最大设定成使得在通常的系统压力处可以设定1.8m³/h+/-0.5m³/h的体积流。不能仅通过膨胀元件的膨胀来设定这样的调节特性。相反，在根据本发明的阀的情况下，Kv最大优选地由电机驱动器来设定。为此，电机驱动器具有控制单元，该控制单元包括存储器，该存储器中存储有至少一个预定的冲洗规程(regime，状态、方式、制度、体制)。在此，控制单元配置成使得电机驱动器将调节活塞从预设的调节位置移动到Kv最大位置——优选地将该调节活塞像柱塞一样轴向地推进——以进行冲洗。预设的调节位置在此是调节活塞的位置，在该调节活塞的位置处，调节设定区域或Kv最小设定区域位于膛孔内。另外，调整控制单元使得当冲洗操作完成时，调节活塞将通过借助于电机驱动器的驱动而被复位到预设的调节位置。在这样做时，电机驱动器通常与主轴配合，然而该主轴也可以独立于电机而被手动地旋转，从而进行调整。

关于紧凑的且在功能上独立的解决方案，电机驱动器、控制单元和存储器优选地容纳在均匀的驱动器壳体中，该驱动器壳体优选地连接至阀壳体，使得该驱动器壳体被稳固，而免于相对于阀壳体旋转。阀壳体与这种驱动器之间的连接可以例如根据源自本申请的申请人的DE202006013186U1来构建。

使用根据本发明的阀，调节本体可以在Kv最小设定区域中轴向地移动，同时保持在壳体侧的膛孔的限制范围内的恒定的体积流。因此，Kv最小流通路在一定的轴向延伸上具有恒定的流截面。这也适用于Kv最大设定区域和Kv最大流通路。

附图说明

在下面，在实施方式的基础上结合附图对本发明进行更详细的说明，在附图中：

图1示出了根据本发明的阀的实施方式的纵向截面视图；

图2示出了根据图1的截面视图的放大细节；

图3示出了根据图1的阀***件的立体侧视图；

图4示出了替代性阀***件的纵向截面视图；

图5示出了根据图1的实施方式的放大细节；

图6示出了沿线VI-VI、用于关于Kv最小设定区域的设计的第一变型的截面视图；

图7示出了相较于图6进行修改的第二变型；

图8示出了处于冲洗位置的第二实施方式；

图9示出了沿根据图8的截面线IX-IX的截面视图；

图10示出了处于闭合位置的第二实施方式的纵向截面视图，以及

图11以立体侧视图示出了具有驱动器单元的根据图1的实施方式。

具体实施方式

图1示出了具有阀壳体2的阀的实施方式，该阀壳体限定了进口开口4和出口开口6。阀壳体2中设置有间隔件8，该间隔件限定了膛孔，该膛孔中密封地安装了阀***件10。

阀***件10具有阀***件壳体12，主轴14能旋转地支撑在该阀***件壳体中，主轴14通过调节顶部16被支撑，该调节顶部被旋拧紧固至阀***件壳体12。调节顶部16具有突出部，上述突出部接合在主轴14的一部分上方，从而将主轴14相对于阀顶部16轴向地固定在适当位置。阀顶部16被旋拧紧固在阀***件壳体12内部，并且可以在那里被调整，从而允许主轴14被预设。

主轴14是非上升的主轴，该主轴与设定元件18接合，该设定元件在相反的一侧与阀盘20配合，该阀盘利用凸轮接合设定元件18的开口。在与设定元件18相反的下表面上，阀盘20承载了密封盘22，该密封盘周向地围绕膨胀元件24。膨胀元件24具有中心销，该中心销接合阀盘20的以互补方式配置的、略微为锥形的***件膛孔。膨胀元件24具有接触衬圈26，调节活塞28抵靠该接触衬圈。该调节活塞28包括金属调节活塞基部30和由塑料材料制成的塑料密封元件32，参见图4。在与调节活塞28相反的一侧，弹簧元件34在预紧力下抵靠膨胀元件24。弹簧元件34的另一端倚靠用附图标记38表示的进口套筒的接触表面36搁置。该进口套筒38限定了相反的阀***件进口开口40，待调节的冷水通过上述阀***件进口开口流动至膨胀元件24。附图标记42表示阀***件出口开口，流通过上述阀***件出口开口离开阀***件10。

尤其是在图4中可以看出，进口套筒38被旋拧紧固至阀***件壳体12。密封件对旋拧连接进行密封。进口套筒38在其下端具有另外的密封环，该另外的密封环倚靠在间隔件8中形成的膛孔对阀***件10进行密封。在根据图1的实施方式中，进口套筒38形成在阀***件壳体12上，作为均匀的部件的一部段。

在根据图1至图3的实施方式中，弹簧元件34搁置在位于其下侧的弹簧支撑套筒44上，该弹簧支撑套筒44在其外周缘上设置有至少两个相反的孔，以避免死角。这些孔设置在支撑衬圈46的区域中，该支撑衬圈周向地支撑被配置成线圈弹簧的弹簧元件34。支撑衬圈46突出超过支撑环48，弹簧元件34在其端侧抵靠该支撑环，并且该支撑环限定了径向地向外突起的锁定突出部，该锁定突出部能够轴向地移动并且通过止挡件在其向下移动方面受到限制。弹簧支撑套筒44因此可以在受限制的程度上相对于阀***件10轴向地移动。

可以看出，这种可移动性用于在阀***件10的安装情况下在阀壳体2上支撑弹簧支撑套筒44并将该弹簧支撑套筒倚靠该阀壳体放置。弹簧支撑套筒44因此可以在底部打开或如图2所示在底部闭合。

支撑衬圈46具有内径，该内径配置成在其中接收膨胀元件24的自由端。

在阀***件10的相反端上，布置了设定轮50，该设定轮设置成使得该设定轮被稳固，而免于相对于设定元件18旋转，并且与量表52配合以预设Kv最小值，并且以通过量表52指示预设的值，该量表在预设操作期间相对于具有对应标记的主轴旋转。然而，设定轮50也可以用作用于设定主轴14的驱动器单元的电机适配器。

图4示出了相较于根据图1至图3的实施方式略微进行修改的实施方式。本质上，该实施方式仅在底部36的结构设计方面是不同的，该底部限定了用于弹簧元件的接触表面，并且该底部在此是平坦的且在安装情况下不与阀壳体2配合。相较于上述实施方式，相同的部件由相同的附图标记表示。

图5示出了处于其Kv最小位置的调节活塞28，并且该图也适用于第一实施方式。在该位置处，塑料密封元件32的外周向表面作为几乎完整的周向密封件与由阀***件壳体12限定的膛孔54配合。

图6在此示出了用于第一变型的流通路，该流通路用附图标记56表示并且由膛孔54内的径向槽口58限定。槽口58在径向方向上延伸，但是仅具有很小的周向尺寸。设置了三个沿周向分布的槽口58，这些槽口共同设定了在所示的调节活塞28的Kv最小位置处的流通路。在该变型中，塑料密封元件32在周向上是闭合的。

关于根据图7的实施方式，情况是不同的。在那里，对配置成与图6中的闭合密封环类似的塑料密封元件32开设狭槽。以此方式，获得了具有径向狭槽60的C形结构设计，该径向狭槽限定了唯一的流通路56。容易想象，在调节活塞基部30和/或膛孔54的锥形设计的情况下，取决于膨胀元件24的位置，该狭槽可以在大小上增大或减小，以便可变地调整流通路56。

图5、图6和图7示出了处于Kv最小位置的调节活塞28和膛孔54的构型(constellation，群集)。如上所述，未在膛孔54和调节活塞28之间沿周向形成流通路56。相反，在周向方向上仅设置至少一个允许流穿过的离散的区段。至于其余部分，塑料密封元件32与主要呈圆形的膛孔54的内周向表面在基本上整个周向上接触。在图5中，用I表示由处于上述位置的调节活塞28限定的Kv最小设定区域。

在上游，当在主轴14的方向上看时，调节活塞28限定用附图标记III表示的Kv最大设定区域。如通过根据图9的截面视图所例示的，调节活塞28具有基本上星形的截面形状，并限定了支撑点62，这些支撑点沿周向分布，并且在这些支撑点之间形成了流通路中空体64。支撑点62延伸直至膛孔54的内周向表面，并且也可以搁置在其上，以便抵消弹簧元件34可能发生的屈曲载荷。流通路中空体64在所示的Kv最大位置处，限定了用附图标记66表示的Kv最大流通路。在根据图1的实施方式的情况下也实现了这种结构设计。

在调节活塞28的根据图8和图9的用附图标记III表示的Kv最大设定区域和根据图6至图8的Kv最小设定区域I之间，存在调节设定区域II，在该调节设定区域中流通路被增大。由于膨胀元件24的旋转，该调节设定区域II扫掠膛孔54的内周向表面。

可以看出，主轴14必须被设定为从Kv最小位置开始移动到图9和图10中所示的Kv最大位置(参见图8中的箭头)。Kv最大位置在此与所示实施方式的冲洗位置对应。该冲洗位置优选地通过图11中所示的驱动器单元68来设定，该驱动器单元具有均匀的驱动器壳体70，在该驱动器壳体中容纳了未示出的电动机、存储器和控制单元。在一种修改的情况下，驱动器壳体70可以仅容纳电机驱动器。控制信号和存储器可以存储在中央控制单元中，该中央控制单元数据连接到被定位在驱动器壳体70内部的电机驱动器。可以在驱动器壳体70中设置自主能量源，例如电池或蓄能器。

存储器在此被配置成使得驱动器单元已经以预定的时间间隔，例如，在大约36小时+/-10小时之后，向其发送信号，指示应设定Kv最大位置，使得将对阀上游的管进行冲洗，并将去除陈旧的水。

在此，根据本发明的阀提供了在冲洗期间排出大约1至2m³/h的体积流的可能性。该值与Kv最大对应。由于调节活塞28的特殊结构设计，因此可以设定为大约0.05m³/h的Kv最小。

不言而喻，驱动器单元68中设置的控制单元也可以以温度受控的方式触发和监测冲洗过程。为此，控制单元具有用于温度传感器的接口，该温度传感器测量和监测阀上游的管区域中的水温度。

冲洗操作完成后，电机驱动器对调节活塞28的位置进行复位，该位置先前仅由膨胀元件给出。

图10所示的闭合位置可以通过驱动器单元或手动地实现。在这种情况下，主轴驱动器将阀盘20向下压，直到密封盘22倚靠被设置成邻近膛孔54的密封座72搁置。以此方式，可以关掉阀以对用于冷水的水管系统的各个管线进行维护工作或进行受控的部段式冲洗。

图10在此假定电机驱动器使主轴14像柱塞一样轴向地移动。主轴的移动持续，直到密封盘22抵靠密封座72。当手动地闭合阀时，主轴被旋转。如果设置了以上概述的机动驱动器，则将其预先去除。用手通过设置在主轴14的自由端处的六角头来旋转主轴14，直到已经达到闭合位置。

附图标记列表

2 阀壳体

4 进口开口

6 出口开口

8 间隔件

10 阀***件

12 阀***件壳体

14 主轴

16 调节顶部

18 设定元件

20 阀盘

22 密封盘

24 膨胀元件

26 接触衬圈

28 调节活塞

30 调节活塞基部

32 塑料密封元件

34 弹簧元件

36 底部/接触表面

38 进口套筒

40 阀-***件进口开口

42 阀-***件出口开口

44 弹簧支撑套筒

46 支撑衬圈

48 支撑环

50 设定轮

52 量表

54 膛孔

56 流通路Kv最小

58 槽口

60 径向狭槽

62 支撑点

64 流通路中空体

66 流通路Kv最大

68 驱动器单元

70 驱动器壳体

72 密封座

I Kv最小设定区域

II 调节设定区域

III Kv最大设定区域