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Regelventil
Die Erfindung bezieht sich auf ein Regelventil für im Vierleitungssystem mit Beimischregelung betriebene Hochdruck-Klimaanlagen.
Zur Regelung von Induktionsgeräten in Hochdruck-Klimaanlagen nach dem Vierleitersystem mit Beimischregelung ist es bekannt, entweder zwei Mischventile und ein Umschaltventil mit zusammen neun Anschlüssen oder zwei Spezialventile mit zusammen acht Anschlüssen zu verwenden. Der Aufwand an Stellgliedern ist also erheblich und verteuert eine solche Anlage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand an Stellgliedern herabzusetzen, d. h. die Funktion mehrerer Ventile mit nur einem Ventil zu erreichen, das nur so viele Anschlüsse aufweist, wie wegen der Anzahl der Rohrleitungen unbedingt erforderlich sind.
Ausgehend von der bei Hydraulikschiebern bekannten Technik wird dies erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Ventilgehäuse in voneinander getrennte Abteilungen für den Kaltwasserzu- und-rückfluss, für den Warmwasserzu- und -rückfluss und den Zufluss zum und den Rückfluss vom Induktionsgerät und eine durch eine Beipassleitung mit der Induktionsgerätrückflussabteilung in Verbindung stehende Abteilung in der Reihenfolge eingeteilt ist, dass neben der Induktionsgerätrückflussabteilung die Kaltwasserrückflussabteilung, neben dieser die Kaltwasserzuflussabteilung, neben dieser die Induktionsgerätzuflussabteilung, neben dieser die Warmwasserzuflussabteilung,
neben dieser die Warmwasserrückflussabteilung und neben dieser die durch die Beipassleitung mit der Induktionsgerätrückflussabteilung in Verbindung stehende Abteilung angeordnet ist, dass ferner alle Abteilungen von den jeweils danebengelegenen Abteilungen durch im Ventilgehäuse angeordnete Trennwände abgetrennt sind, die mit als Ventilsitze ausgebildeten Durchbrüchen versehen sind, in denen ein mit in diese Ventilsitze passenden Profilen versehener, in dem Ventilgehäuse längs seiner Achse verschiebbarer Ventilkörper angeordnet ist, von dessen Profilen das erste den Rückfluss vom Induktionsgerät zum Kaltwasserrückfluss und den vom Kaltwasserzufluss zum Kaltwasserrückfluss,
das zweite den Kaltwasserzufluss und den Warmwasserzufluss zum Induktionsgerät und das dritte den Rückfluss vom Induktionsgerät und vom Warmwasserzufluss zum Warmwasserrückfluss steuert, indem diese Profile die in den Trennwänden vorgesehenen Durchtrittsöffnungen der Ventilsitze in Abhängigkeit vom Verschiebungsweg des Ventilkörpers verschliessen, ganz oder teilweise freigeben und dadurch den Zufluss zum Induktionsgerät und den Rückfluss von diesem für Kalt- und Warmwasser und dadurch ein vom Verschiebungsweg des Ventilkörpers abhängiges Mischungsverhältnis von beiden beeinflussen.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist die die Induktionsgerätrückflussabteilung mit der neben der Warmwasserrückflussabteilung angeordneten Abteilung des Ventilgehäuses verbindende Beipassleitung als den Ventilkörper durchsetzender Längskanal ausgebildet, der durch Querbohrungen in der einen Endstellung des Ventilkörpers mit der Abteilung des Ventilgehäuses in Verbindung steht, an die die Induktionsgerätrückflussleitung angeschlossen ist und diese mit der Warmwasserrückflussleitung
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verbindet, in der andern Endstellung des Ventilkörpers jedoch mit der Kaltwasserrückflussleitung verbindet.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht ferner darin, dass die Rohranschlüsse der Zuflussleitungen am Ventilgehäuse gegenüber den Rohranschlüssen für die Abflussleitungen um neunzig Winkelgrade gegeneinander versetzt sind.
Das Regelventil nach der Erfindung ergibt verschiedene Vorteile. Bei einer Hochdruck-Klimaanlage, die nach dem Vierleitersystem mit Beimischregelung'betrieben wird, ist bei Verwendung des Ventils nach der Erfindung nur noch ein Ventil gegenüber bisher mindestens zwei oder mehr Ventilen notwendig. Da hiefür nur ein einziger Antrieb benötigt wird, ist auch die Kostenersparnis erheblich.
Ausserdem kann ein solches Regelventil infolge seiner einfachen Funktion mit weit geringerem Aufwand durch Monteure in zu erstellende Klimaanlagen eingebaut werden, als z. B. zwei Mischventile und ein Umschaltventil der bisher bekannten Art. Das Regelventil nach der Erfindung vereinigt also die Funktion von drei Mischventilen mit einem Umschaltrelais in einem einzigen kompakt aufgebauten Bauteil.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen erläutert. In diesen zeigt Fig. 1 das Regelventil im Schnitt und Fig. 2 eine zweite Ausführung des Regelventils, ebenfalls im Schnitt.
In Fig. 1 ist ein Regelventil nach der Erfindung gezeigt, in dessen Ventilgehäuse--l--die Abteilungen für den Kaltwasserzufluss--27--und den Kaltwasserrückfluss--28--nebeneinander und neben der Kaltwasserzuflussabteilung --27-- die Induktionsgerätzuflussabteilung --31-angeordnet ist. Neben der Induktionsgerätzuflussabteilung--31--ist die Warmwasserzuflussabteilung - und neben dieser die Warmwasserückflussabteilung --30-- angeordnet, Die
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verbunden ist. Die einzelnen Abteilungen sind durch Trennwände voneinander getrennt und die Trennwände weisen mit Ventilsitzen-9, 10,11, 12,13, 14-versehene Durchbrüche auf. Ein in dem Ventilgehäuse--l--axial verschiebbarer ventilkörper --15-- weist in diese Ventilsitze
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Das zweite Profil, --25--, steuert den Kaltwasserzufluss und den Warmwasserzufluss zum Induktionsgerät, indem es je nach seiner Stellung entweder die Kaltwasserzuflussabteilung--27-- oder die Wasmwasserzuflussabteilung --29-- mit der Induktionsgerätzuflussabteilung--31-- verbindet.
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--8-- ausWarmwasserrückflussleitung--5--in Verbindung steht.
Die Axialverschiebung des Ventilköpers --15-- erfolgt durch pneumatischen oder elektrischen Antrieb der Spindel--20--, die in der Stopfbuchse--21--geführt ist.
Das Regelventil weist sechs Anschlüsse auf, nämlich Warmwasser-Vorlauf--W4--,
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In der in Fig. 1 gezeigten Ventilstellung besteht voller Durchfluss des Warmwassers durch das Induktionsgerät.
Das Warmwasser fliesst vom Anschluss --4-- über den vollgeöffneten Schiebesitz--12--, Anschluss--7--, Induktionsgerät, Anschluss--6--, Beipass--8--, den vollgeöffneten Schiebesitz --14-- zum Anschluss
Das Kaltwasser fliesst vom Anschluss --3-- über den vollgeöffneten Schiebesitz --10-- zum Anschluss--2--. Der Schiebesitz --9-- und der schiebesitz --1-- sind geschlossen.
Mit Beginn des Hubes wird der Schiebesitz --14-- allmählich geschlossen und der Schiebesitz - gleichzeitig allmählich geöffnet, so dass die nun nicht mehr durch das Induktionsgerät fliessende Wassermenge sofort vom Anschluss --4-- über den Schiebesitz --13-- zum Anschluss --5-- fliesst. Im unteren Bereich des Hubes findet sinngemäss derselbe Regelvorgang für das
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10', 11', 12', 13', 14'-- im Gehäuse --1, 1'-- anderseits sind also so aufeinander abgestimmt, dass unabhängig von der Ventilstellung von den Kaltwasseranschlüssen--2 und 3--nie ein offener Durchgang zu den Wasmwasseranschluüssen --4 und 5--vorhanden ist.
Weiterhin sind Längenmasse der Profile am Kegel einerseits und die Abstände der Ventilsitze am Gehäuse anderseits so aufeinander
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des Kegels an den Schiebesitzen-13 und 14-ändern. Ebenso bleibt der Schiebesitz --14-geschlossen und bleibt die freie Fläche am Schiebesitz --13-- unverändert, solange sich die freien Flächen durch die Hubbewegung des Kegels an den Schiebesitze und 10-ändern. Ferner sind die Längenmasse der Profile und der zylindrischen Führungen des Kegels einerseits und die Abstände der Ventilsitze im Gehäuse anderseits so aufeinander abgestimmt, dass der Schiebesitz --12-- offen ist, wenn Schiebesitz--14--offen ist, und die Schiebesitze--11 und 12--geschlossen sind ;
entsprechend ist der Schiebesitz--11--offen, wenn Schiebesitz--9--offen ist und die Schiebesitze--12 und 14--geschlossen sind ; weiter sind die Schiebesitze--9 und 14-- nie beide gleichzeitig geöffnet. Ferner sind die Schiebesitze--11 und 12--nie beide gleichzeitig geöffnet, die Schiebesitze--10 und 13--sind nie beide gleichzeitig geschlossen.
Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform des Regelventils nach der Erfindung unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass die Beipassleitung --8-- nach Fig.1 bei der Ausführungsform nach Fig. 2 durch einen den Ventilkörper --15'-- durchsetzenden Beipasskanal - ersetzt ist, der durch Querbohrungen --22,23-- im Ventilkörper --15-- an dessen spindelseitigen Ende mit der Induktionsgerätrückflssabteilung --32'-- in Verbindung steht. Die einzelnen Abteilungen des Ventilgehäuses --1'-- haben bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform dieselben Funktionen wie die entsprechenden Abteilungen der Ausführungsform nach Fig. l. Sie sind daher mit denselben Bezugszeichen, jedoch mit Strich versehen, bezeichnet.
Das Regelventil nach Fig. 2 weist ebenfalls sechs Anschlüsse auf, Warmwasser-Vorlauf --W4'--,
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Hand der Fig. 1 beschriebene Ventil angeschlossen. In der gezeichneten Ventilstellung besteht voller Durchfluss des Warmwassers durch das Induktionsgerät.
Das Warmwasser fliesst vom Anschluss --4'-- über den voll geöffneten Schiebesitz-12'-, Anschluss--7'-, Induktionsgerät, Anschluss--6'--, Bohrungen--22 und 23--, Innenbohrung --8'-- zum Anschluss
Das Kaltwasser fliesst vom Anschluss --3'-- über den voll geöffneten Schiebesitz --10'-- zum Anschluss-2'-. Die Schiebesitze-9', 11'und 13'-sind geschlossen.
Mit Beginn des Hubes wird der Schiebesitz --12'-- allmählich geschlossen, und der Schiebesitz - gleichzeitig allmählich geöffnet, so dass die nun nicht mehr durch das Induktionsgerät fliessende Wassermenge sofort vom Anschluss --4'-- über den Schiebesitz --13'-- zum Anschluss - 5'-- fliesst. Im unteren Bereich des Hubes findet sinngemäss derselbe Regelvorgang für das Kaltwasser statt. Die Längen des Ventilgehäuses und des Kegels sind so ausgelegt, dass bei Hubmitte kein Wasser durch das Induktionsgerät fliesst. Es sind dann die Schiebesitze--9', 11', 12'und 14'-geschlossen, die Schiebesitze--10'und 13'-sind offen. Dadurch ist gewährleistet, dass in keiner Ventilstellung eine Vermischung von Kalt- und Warmwasser möglich ist.
Die Längenmasse der Profile und der zylindrischen Führungen des Kegels einerseits und die Abstände der Ventilsitze im Gehäuse anderseits sind also so aufeinander abgestimmt, dass unabhängig
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Flächen durch die Hubbwegung des Kegels an den Schiebesitzen --10'und 11'-- ändern. Ferner sind die Längenmasse der Profile und zylindrischen Führungen des Kegels einerseits und die Abstände der
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gleichzeitig geschlossen.
Bei beiden Ausführungen sind die Ventilanschlüsse --2 bzw. 2'und 5 bzw. 5'--vorzugsweise gegen die Ventilanschlüsse--3 bzw. 3'und 4 bzw. 4'--um 900 versetzt.
Jeder erforderlichen Kalt- oder Warmwassermenge durch das Induktionsgerät entspricht eine bestimmte Hubstellung. Die an den Anschlüssen--2, 3,4, 5 bzw. 2', 3', 4', 5'--zu-und abströmenden Wassermengen sind für jede Hubstellung dieselben.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Regelventil für im Vierleitungssystem mit Beimischregelung betriebene Hochdruck-Klima-
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getrennte Abteilungen für den Kaltwasserzu- (27,27') und-rückfluss (28, 28') für den Warmwasserzu- (29,29') und-rückfluss (30, 30') und den Zufluss (31,31') zum und den Rückfluss (32, 32') vom Induktionsgerät und eine durch eine Beipassleitung (8,8') mit der Induktionsgerätrückflussabteilung (32,32') in Verbindung stehende Abteilung (33,33') in der Reihenfolge eingeteilt ist, dass neben der Induktionsgerätrückflussabteilung (32,32') die Kaltwasserrückflussabteilung (28,28'), neben dieser die Kaltwasserzuflussabteilung (27,27'), neben dieser die Induktionsgerätzuflussabteilung (31,31'), neben dieser die Warmwasserzuflussabteilung (29,29'),
neben dieser die Warmwasserrückflussabteilung (30,30') und neben dieser die durch die Beipassleitung (8,8') mit der Induktionsgerätrückflussabteilung (32,32') in Verbindung stehende Abteilung (33,33') angeordnet ist, dass ferner alle Abteilungen von den jeweils danebengelegenen Abteilungen durch im Ventilgehäuse (1, 1') angeordnete Trennwände abgetrennt sind, die mit als Ventilsitze (9,9', 10,10', 11, 11', 12,12', 13,13', 14,14') ausgebildeten Durchbrüchen versehen sind, in denen ein mit in diese Ventilsitze passenden Profilen (24,24', 25,25', 26,26') versehener, in dem Ventilgehäuse (1, 1') längs seiner Achse verschiebbarer Ventilkörper (15,15') angeordnet ist, von dessen Profilen das erste (24,24') den Rückfluss vom Induktionsgerät zum Kaltwasserrückfluss (28,28') und den vom Kaltwasserzufluss (27,27')
zum Kaltwasserrückfluss (28,28'), das zweite (25, 25') den Kaltwasserzufluss (27,27') und den Warmwasserzufluss (29,29') zum Induktionsgerät und das dritte (26,26') den Rückfluss (32,32') vom Induktionsgerät und vom Warmwasserzufluss (29,29') zum Warmwasserrückfluss (30,30') steuert, indem diese Profile die in den Trennwänden vorgesehenen Durchtrittsöffnungen (9,9', 10,10', 11, 11', 12,12', 13,13') der Ventilsitze in Abhängigkeit vom Verschiebungsweg des Ventilkörpers (15,15') verschliessen, ganz oder teilweise freigeben und dadurch den Zufluss zum Induktionsgerät und den Rückfluss von diesem für Kalt- und Warmwasser und dadurch ein vom Verschiebungsweg des Ventilkörpers abhängiges Mischungsverhältnis von beiden beeinflussen.
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