DE4316484A1 - Flow limiter for district heating installations - Google Patents

Flow limiter for district heating installations

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Abstract

Flow limiter (10), having a differential pressure transmitter (12) and a differential pressure regulator (14) in a common housing (11), which influence the effective passage cross-section between a supply (16) having the pressure p1 and a discharge (18) having the pressure p2. The throttling element, which can be adjusted manually or by an actuator, for example by an electric motor, of the differential pressure transmitter part (12) is constructed in two parts and comprises, on a common valve stem (30), a cone (32) which is arranged loosely thereon and determines the cross-section of the differential pressure transmitter and an auxiliary cone (33) which is seated in a fixed position on the valve stem. The loose main cone (32) is held in contact with the auxiliary cone (33) via a spring (35) which is supported on a stop (36) of the valve stem (30). A bore (37) in the cone (32), which consequently forms the seat of the auxiliary valve, connects the upstream side of the cone (32) to the downstream side if the setting forces on the valve stem (30) are too small to lift the cone (32) from the seat; cf. drawing. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchflußbegrenzer für Fernheizungsanlagen mit einem in einem gemeinsamen Ge­ häuse angeordneten Differenzdruckregler und Differenz­ druckgeber, welcher als von einem Motor betätigbares Einsitzventil mit Sitz und Kegel ausgebildet ist.The invention relates to a flow limiter for District heating systems with one in a common ge Differential pressure regulator and differential arranged in the housing pressure sensor, which can be actuated by a motor Single-seat valve is designed with a seat and cone.

In Fernheizungsrohrnetzen tritt das Problem auf, die Benutzer des Rohrleitungsnetzes unabhängig davon zu ma­ chen, ob sie in der Nähe der Heizwasser-Druckpumpe oder weit entfernt davon angeschlossen sind. In der Nähe der Druckpumpe ist der Differenzdruck zwischen Vor- und Rücklauf groß, der Differenzdruck wird um so kleiner, je weiter entfernt die Anschlußstelle ist. Um die Be­ nutzer unabhängig vom Anschlußort zu machen, sind daher in jeder Anschlußstation Durchflußbegrenzungen unter Benutzung der eingangs genannten Durchflußbegrenzer vorgesehen.The problem arises in district heating pipe networks Users of the pipeline network regardless of ma whether they are near the heating water pressure pump or connected far from it. Near the Pressure pump is the differential pressure between upstream and downstream Return large, the differential pressure becomes smaller, the further away the junction is. To the Be It is therefore essential to make users independent of the connection location flow limits below in each connection station Use of the flow restrictors mentioned at the beginning intended.

Bei älteren Fernheizungsnetzen wurde der Durchfluß da­ durch begrenzt, daß Vor- oder Rücklauf mit einer Norm­ blende versehen wurden und ein an anderer Stelle der Rohrleitung eingebauter Differenzdruckregler dafür sorgte, daß der Differenzdruck an der Blende etwa kon­ stant blieb. Mit Hilfe des Normblendensignals konnte der Durchfluß auch gemessen werden. Heutzutage wird statt einer Normblende eine verstellbare Öffnung in Form eines von Hand oder von einem Stellantrieb, z. B. einem Elektromotor betätigbaren Ventiles vorgesehen, das in ein und derselben Armatur mit dem den Differenz­ druck konstant haltenden Differenzdruckregler unterge­ bracht ist.With older district heating networks, the flow was there limited by that forward or reverse with a norm aperture have been provided and a elsewhere the Pipeline built-in differential pressure regulator therefor ensured that the differential pressure at the orifice was approximately con remained constant. With the help of the standard aperture signal the flow rate can also be measured. Nowadays instead of a standard aperture an adjustable opening in Form one by hand or by an actuator, e.g. B. an electric motor operated valve is provided, that in the same valve with the difference  differential pressure regulator which keeps the pressure constant is brought.

Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß es z. B. beim Anfah­ ren einer Benutzerstation, beim Schnellschluß oder bei ungewollten Druckschwankungen im Vorlauf oder Rücklauf des Fernheizungsnetzes passieren kann, daß die Druck­ differenz am Kegel des Differenzdruckgebers, dessen Hub den wirksamen Querschnitt des Differenzdruckgebers be­ stimmt, außerordentlich hoch wird; dies ist in der Re­ gel der Fall, wenn dem Kegel des Differenzdruckgebers auf seinem Sitz aufliegt. Die am Kegel wirkenden Kräfte können so hoch werden, daß der Stellantrieb, mit wel­ chem der Kegel verstellt werden kann, nicht mehr in der rage ist, ihn von seinem Sitz anzuheben.Experience has now shown that e.g. B. at the start ren a user station, with the quick close or at unwanted pressure fluctuations in the flow or return the district heating network can happen that the pressure difference on the cone of the differential pressure sensor, its stroke be the effective cross section of the differential pressure sensor true, is extremely high; this is in the re gel the case when the cone of the differential pressure sensor rests on its seat. The forces acting on the cone can become so high that the actuator, with wel chem the cone can be adjusted, no longer in the rage is to lift him from his seat.

Es ist daher vorgeschlagen worden, den Differenzdruck­ geber nicht mit einem einfachen Einsitzventil auszurü­ sten, sondern mit einem entlasteten Ventil, bei dem die am Kegel wirkenden Kräfte unabhängig von dem an ihm herrschenden Differenzdruck sind. Eine solche Lösung des Problems ist aber technisch aufwendig.It has therefore been suggested the differential pressure not to be equipped with a simple single-seat valve most, but with a relieved valve, in which the forces acting on the cone regardless of the forces on it prevailing differential pressure. Such a solution the problem is technically complex.

Aufgabe der Erfindung ist es, hier Abhilfe durch eine einfache, kostengünstige, wenig Raum beanspruchende und betriebssichere Gestaltung der die wirksame Quer­ schnittsfläche des Differenzdruckgebers bestimmenden Ventilteile zu schaffen.The object of the invention is to remedy this by simple, inexpensive, and taking up little space reliable design of the effective cross determining the sectional area of the differential pressure sensor To create valve parts.

Ausgehend von einem Durchflußbegrenzer der eingangs ge­ nannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung da­ durch gelöst, daß der Kegel des Differenzdruckgebers auf der zugeordneten Ventilstange beweglich angeordnet ist und als Teil eines weiteren Ventils zwischen der stromauf liegenden Seite des Differenzdruckgeber-Kegels und seiner stromab liegenden Seite dient, das beim An­ steigen des an dem Kegel anliegenden Differenzdruckes über eine vorgegebene Differenzdruckhöhe beide Druck­ räume miteinander verbindet.Starting from a flow limiter of the beginning named type, this task is there according to the invention solved by that the cone of the differential pressure sensor movably arranged on the associated valve rod and as part of another valve between the upstream side of the differential pressure sensor cone and its downstream side, which is used in the on increase in the differential pressure applied to the cone  both pressure over a given differential pressure level connects spaces with each other.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Kegel des Differenzdruckgebers federbelastet in Anlage mit einem auf der gleichen Ventilstange fest angeordneten kleineren Ventilteller gehalten.According to another feature of the invention is the cone of the differential pressure sensor in a spring-loaded system one firmly arranged on the same valve rod smaller valve disc held.

An Stelle einer formschlüssigen Verbindung zwischen Hauptkegel des Differenzdruckgebers und Ventilstange wird dieser erfindungsgemäß auf der Ventilstange von einer Feder beaufschlagt beweglich gehalten und es wird mittels eines Hilfskegels eine Verbindung zwischen Hin­ ter- und Vorderseite des Hauptkegels dann hergestellt, wenn der Differenzdruck am Kegel zu hoch wird. Hierzu ist die Federkraft der Feder so zu bemessen, daß sie größer als die im Normalbetrieb auftretende Strömungs­ kraft ist. Auf diese Weise werden die oben genannten den Betrieb der Durchflußbegrenzer gefährdenden hohen Differenzdrücke am Differenzdruckgeber auf einfache und betriebssichere Weise mit Sicherheit vermieden.Instead of a positive connection between Main cone of the differential pressure sensor and valve rod this is according to the invention on the valve stem of acted upon by a spring and held there a connection between Hin the front and front of the main cone are then made, if the differential pressure at the plug becomes too high. For this the spring force of the spring must be measured so that it larger than the flow occurring in normal operation power is. In this way, the above the operation of the flow restrictors at high risk Differential pressures on the differential pressure transmitter on simple and safely avoided.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrie­ ben.The invention is based on one in the Description of the drawing shown embodiment ben.

Wie die einzige Figur zeigt, umfaßt ein Durchflußbe­ grenzer 10 in einem gemeinsamen Gehäuse 11 einen Diffe­ renzdruckgeber 12 und einen Differenzdruckregler 14, welche den wirksamen Durchtrittsquerschnitt zwischen einem Zulauf 16 mit dem Druck p1 und einem Ablauf 18 mit dem Druck p2 beeinflussen.As the only figure shows, a Durchflußbe limiter 10 in a common housing 11 comprises a differential pressure sensor 12 and a differential pressure regulator 14 which influence the effective passage cross section between an inlet 16 with the pressure p1 and an outlet 18 with the pressure p2.

Der Differenzdruckregler 14 ist an sich bekannter Bau­ art und besitzt ein Differenzdruckmeßwerk 20 mit einer von einer Feder 21 einseitig belasteten Membrane 22, auf die einerseits über eine Leitung 24 der Vorlauf­ druck p1 aus dem Zulauf 16 und andererseits der Zwi­ schendruck pa aus dem Strömungsbereich hinter dem Differenzgeberteil 12 einwirkt, der über eine Bohrung 25 in den Raum unterhalb der Membran 22 gelangt.The differential pressure regulator 14 is art known per se construction and has a Differenzdruckmeßwerk 20 having a unilaterally loaded by a spring 21, diaphragm 22, on the one hand, pressure via a line 24 of the flow from the inlet 16 and the other part of the interim pa's pressure p1 from the flow region behind acts the differential encoder part 12 , which passes through a bore 25 into the space below the membrane 22 .

Das von Hand oder von einem Stellantrieb, z. B. von ei­ nem Elektromotor verstellbare Drosselorgan des Diffe­ renzdruckgeberteiles 12 ist zweiteilig ausgebildet und umfaßt auf einer, gemeinsamen Ventilstange 30 einen dar­ auf lose angeordneten, den Querschnitt des Differenz­ druckgebers bestimmenden Kegel 32 und einen Hilfskegel 33, der ortsfest auf der Ventilstange sitzt. Über eine Feder 35, die sich an einem Anschlag 36 der Ventil­ stange 30 abstützt, wird der lose Hauptkegel 32 in An­ lage mit dem Hilfskegel 33 gehalten. Eine Bohrung 37 im Kegel 32, welche mithin den Sitz des Hilfsventiles bil­ det, verbindet die stromauf liegende Seite des Kegels 32 mit der stromab liegenden Seite, wenn die Stell­ kräfte an der Ventilstange 30 zu klein sind, um den Ke­ gel 32 vom Sitz abzuheben oder allgemein gesagt, wenn der Differenzdruck p1-pa (pa = Differenzdruck zwischen p1 und p2) so hoch ist, daß der Ventilkegel 32 entgegen der Kraft der Feder 35 vom Hilfskegel 33 abgehoben wird.That by hand or by an actuator, e.g. B. egg nem electric motor adjustable throttle of the dif renzdruckgeberteiles 12 is formed in two parts and comprises on a, common valve rod 30 a loosely arranged, the cross section of the differential pressure transducer determining cone 32 and an auxiliary cone 33 , which is stationary on the valve rod. Via a spring 35 , which is supported on a stop 36 of the valve rod 30 , the loose main cone 32 is held in position with the auxiliary cone 33 . A bore 37 in the cone 32 , which bil det the seat of the auxiliary valve connects the upstream side of the cone 32 to the downstream side when the actuating forces on the valve rod 30 are too small to lift the cone 32 from the seat or generally speaking, if the differential pressure p1-pa (pa = differential pressure between p1 and p2) is so high that the valve cone 32 is lifted off the auxiliary cone 33 against the force of the spring 35 .

Das Drosselorgan 40 des Differenzdruckreglers 14 bildet den oberen Ventilsitz für den Ventilkegel 32 des Diffe­ renzdruckgebers 12.The throttle element 40 of the differential pressure regulator 14 forms the upper valve seat for the valve cone 32 of the diffe rence pressure sensor 12 .

Auf den Durchtrittsquerschnitt 50 zwischen Zulauf 16 und Ablauf 18 wirken also zwei Drosselorgane, nämlich 40 und 32 ein, von denen das erste Drosselorgan 32 den gewünschten Differenzdruck liefert und entweder von Hand oder durch den genannten Elektromotor bewegt wer­ den kann, während das zweite Drosselorgan 40 mittels einer Stange 23 über das Differenzdruckmeßwerk bewegt wird und den vorgegebenen Differenzdruck auf gleicher Höhe hält. Je nach Höhe des Differenzdruckes an der Membrane 22 wird also ein bestimmter Querschnitt an der Durchtrittsöffnung 50 eingestellt. Der Differenzdruck pa zwischen dem Eingangsdruck p1 und dem Druck hinter dem Differenzdruckgeber liegt in der Regel in der Grö­ ßenordnung von wenigen mWS.On the passage cross section 50 between inlet 16 and outlet 18 , two throttling members, namely 40 and 32 , act, of which the first throttling member 32 supplies the desired differential pressure and can be moved either by hand or by said electric motor, while the second throttling member 40 is moved by means of a rod 23 over the differential pressure measuring unit and maintains the predetermined differential pressure at the same level. Depending on the level of the differential pressure on the membrane 22 , a certain cross section is thus set at the passage opening 50 . The differential pressure pa between the inlet pressure p1 and the pressure downstream of the differential pressure transmitter is usually on the order of a few mWS.

Wird nun beim Anfahren der Benutzerstation oder bei un­ gewollten Druckschwankungen im Vorlauf oder Rücklauf unabhängig von der Einstellage des Hauptkegels 12, ins­ besondere bei seiner geschlossenen Stellung, der Diffe­ renzdruck pa an 12 so groß, daß die Stellkräfte an der Ventilstange den Kegel 12 nicht mehr von seinem Sitz abzuheben imstande sind, dann wird zunächst der Hilfs­ kegel 33 bewegt, wodurch Druckausgleich an 12 statt­ findet und der wirksame Querschnitt wieder frei einge­ stellt werden kann.Is now when starting up the user station or in the event of unintended pressure fluctuations in the forward or return regardless of the setting of the main cone 12 , especially in its closed position, the differential pressure pa at 12 so large that the actuating forces on the valve rod no longer cone 12 are able to take off from its seat, then the auxiliary cone 33 is first moved, whereby pressure equalization takes place at 12 and the effective cross section can be freely set again.

Claims (2)

1. Durchflußbegrenzer für Fernheizungsanlagen mit in einem gemeinsamen Gehäuse angeordneten Differenz­ druckregler und Differenzdruckgeber, welcher als von einem Motor betätigbaren Einsitzventil mit Sitz und Ke­ gel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegel (32) des Differenzdruckgebers auf der zuge­ ordneten Ventilstange (30) beweglich angeordnet ist und als Teil eines weiteren Ventils zwischen der stromauf liegenden Seite des Differenzdruckgeber-Kegels (32) und seiner stromab liegenden Seite dient, das beim Anstei­ gen des an dem Kegel anliegenden Differenzdruckes über eine vorgegebene Differenzdruckhöhe beide Druckräume miteinander verbindet.1. Flow limiter for district heating systems with a differential pressure regulator and differential pressure transmitter arranged in a common housing, which is designed as a single-seat valve with a seat and cone that can be actuated by a motor, characterized in that the cone ( 32 ) of the differential pressure transmitter on the assigned valve rod ( 30 ) is arranged movably and serves as part of a further valve between the upstream side of the differential pressure transmitter cone ( 32 ) and its downstream side, which connects the two pressure spaces to one another when the differential pressure applied to the cone rises over a predetermined differential pressure level. 2. Durchflußbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kegel (32) federbelastet (Feder 35) in Anlage mit einem auf der gleichen Ventilstange (30) fest angeordneten kleineren Kegel (Hilfskegel 33) gehalten ist.2. Flow limiter according to claim 1, characterized in that the cone ( 32 ) is spring-loaded (spring 35 ) in contact with a fixed on the same valve rod ( 30 ) smaller cone (auxiliary cone 33 ) is held.
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