AT413435B - Vorrichtung zum regeln der durchflussmenge einer flüssigkeit, insbesondere des wärmeträgers einer warmwasserheizung - Google Patents

Description

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AT 413 435 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Regeln der Durchflußmenge einer Flüssigkeit, insbesondere des Wärmeträgers einer Warmwasserheizung, mit einem einen Ein- und einen Auslaß bildenden Gehäuse, das einlaßseitig ein Stellventil mit einem über eine Stellstange betätigbaren Ventilkörper und auslaßseitig ein Regelventil aufweist, dessen einerseits mit 5 dem Druck auf der Auslaßseite des Stellventils und anderseits durch eine Feder im Öffnungssinn beaufschlagter, koaxial zum Stellventil verschiebbar gelagerter Ventilkörper mit einer einen Steuerraum abschließenden Membran verbunden ist, die an den vom ringförmigen Ventilkörper des Regelventils umschlossenen Ventilkörper des Stellventils anschließt, dessen Stellstange den Steuerraum durchsetzt. 10

Um die Durchflußmenge einer Flüssigkeit in Abhängigkeit von einer vorgebbaren Druckdifferenz regeln zu können, ist es bekannt (AT 277 688 B), in einem einen Ein- und einen Auslaß bildenden Gehäuse einlaßseitig ein eine Drossel bildendes Stellventil und auslaßseitig ein Regelventil vorzusehen, dessen im Öffnungssinn federbeaufschlagter Ventilkörper mit einer Membran 15 antriebsverbunden ist, die einerseits über eine Steuerleitung mit dem Flüssigkeitsdruck im Bereich des Einlasses und anderseits mit dem Flüssigkeitsdruck zwischen dem Stell- und dem Regelventil beaufschlagt wird. An der Membran wird daher der Druckabfall an der durch das Stellventil gebildete Drossel wirksam, so daß die Durchflußmenge über das von der Membran betätigte Regelventil in Abhängigkeit von der Druckdifferenz geregelt wird, die über das als 20 Drossel wirksame Stellventil eingestellt werden kann. Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung zum Regeln der Durchflußmenge einer Flüssigkeit ist allerdings, daß der Stelltrieb zur Betätigung des Stellventils auf der einen und das Membrangehäuse zur Betätigung des Regelventils auf der gegenüberliegenden Gehäuseseite angeordnet werden müssen, was eine entsprechend große Bauhöhe bedingt. 25

Zur Vermeidung dieses Nachteils ist ein Heizkörperventil bekannt (EP 0 911 714 A1), bei dem der Ventilkörper des Regelventils den Ventilkörper des Stellventils mit Abstand umschließt und mit einer einen Steuerraum abschließenden Membran verbunden ist, die den sich im Ringraum zwischen den Ventilkörpern des Stellventils und des Regelventils gebildeten ringförmigen 30 Druckraum gegenüber dem Steuerraum abdichtet. Da der Ventilkörper des Stellventils eine im Steuerraum mündende Durchtrittsöffnung für die Flüssigkeit aufweist, wirkt wiederum die am Stellventil abfallende Druckdifferenz auf die Membran, über die der Ventilkörper für das Regelventil gegen die Kraft einer Öffnungsfeder beaufschlagt wird. Zur Einstellung der jeweiligen Durchflußmenge dient eine den Steuerraum durchsetzende, am Ventilkörper für das Stellventil 35 angreifende Stellstange, die über den im Öffnungssinn durch eine Feder beaufschlagten Ventilkörper des Stellventils gegen einen schraubverstellbaren Anschlag gedrückt wird und zusätzlich beispielsweise in Abhängigkeit von einer Thermostatregelung axial beaufschlagt werden kann. Über den schraubverstellbaren Anschlag kann somit die maximale Durchflußmenge eingestellt werden, die dann z.B. in Abhängigkeit von einer Temperatur zusätzlich verringert werden kann. 40 Nachteilig bei diesem bekannten Heizkörperventil ist allerdings, daß bereits geringe Änderungen der Hublage der Stellstange einen überproportionalen Einfluß auf die Einstellung der Durchflußmenge haben, so daß eine feinfühlige, genaue Einstellung der maximalen Durchflußmenge schwierig ist. 45 Schließlich ist es bekannt (US 5 878 766 A), zur Einstellung einer vom Druck unabhängigen Durchflußmenge ein Ventil vorzusehen, das eingangsseitig eine Drossel und ausgangsseitig ein Regelventil aufweist, dessen Ventilkörper im Schließsinn durch den Eingangsdruck und im Öffnungssinn durch den Ausgangsdruck sowie eine Feder beaufschlagt wird, so daß bei einem ansteigenden Eingangsdruck das Regelventil im Schließsinn betätigt wird, bis der dadurch so ansteigende Druck auf der Ablaufseite der Drossel den Druckabfall an der Drossel wieder auf den eingestellten Sollwert absenkt, der durch eine Änderung des Strömungsquerschnittes der Drossel durch eine axiale Verstellung des Drosselkörpers vorgegeben, aber nicht in Abhängigkeit von einer Führungsgröße geregelt werden kann, was dieses bekannte Ventil als Heizkörperventil unbrauchbar macht. 55 3

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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Regeln der Durchflußmenge einer Flüssigkeit, insbesondere des Wärmeträgers einer Warmwasserheizung, der eingangs geschilderten Art mit einfachen Mitteln so auszugestalten, daß eine feinfühlige und genaue Einstellung der Durchflußmenge möglich wird. 5

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß das Gehäuse auf der Einlaßseite des Stellventils eine über einen Drehantrieb einstellbare Drossel aufweist und daß die den Ventilkörper des Stellventils durchsetzende, drehbar gelagerte Stellstange als Drehantrieb für die Drossel ausgebildet ist. 10

Da zufolge dieser Maßnahmen dem Stellventil eine Drossel vorgelagert wird, die über einen Drehantrieb eingestellt werden kann, wird die die maximale Durchflußmenge bestimmende Druckdifferenz nicht über das Stellventil, sondern die vorgelagerte Drossel vorgegeben, die aufgrund ihrer Drehverstellung feinfühlig einreguliert werden kann. Das Stellventil selbst über-15 nimmt die zusätzliche Steuerung der Durchflußmenge aufgrund einer axialen Verlagerung der Stellstange beispielsweise in Abhängigkeit von einer Thermostatregelung. Mit Hilfe der Stellstange wird nicht nur der Ventilkörper des Stellventils betätigt, sondern auch die Drehverstellung der Drossel vorgenommen. Zu diesem Zweck durchsetzt die Stellstange den Ventilkörper und ist diesem gegenüber drehbar gelagert. 20

Soll der Steuerraum mit dem Flüssigkeitsdruck im Einlaß des Gehäuses beaufschlagt werden, so kann die den Ventilkörper des Stellventiles durchsetzende Stellstange eine axiale Durchtrittsöffnung aufweisen, die im Steuerraum mündet. Um eine Regelung der Durchflußmenge in Abhängigkeit beispielsweise vom Druckabfall in einem Heizungsstrang einer Heizungsanlage 25 zu ermöglichen, kann aber auch der Steuerraum an eine Steuerleitung angeschlossen werden, die den Steuerraum der in einem solchen Fall im Rücklauf vorgesehenen Vorrichtung mit dem Druck im Vorlauf des Heizungsstranges beaufschlagt.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen 30

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Regeln der Durchflußmenge einer Flüssigkeit, insbesondere des Wärmeträgers einer Warmwasserheizung, in einem vereinfachten Axialschnitt und

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer Konstruktionsvariante einer erfindungs-35 gemäßen Vorrichtung.

Die Vorrichtungen gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen weisen ein Gehäuse 1 mit einem Mantel 2 auf, der einen Gehäuseeinsatz 3 aufnimmt. Dieser Gehäuseeinsatz 3 bildet einen Einlaß 4 für die hinsichtlich der Durchflußmenge zu regelnde Flüssigkeit, die das Gehäu-40 se 1 durch einen Auslaß 5 verläßt, der sich zwischen dem Mantel 2 und dem mit radialem Abstand vom Mantel 2 gehaltenen Gehäuseeinsatz 3 ergibt. Der Gehäuseeinsatz 3 bildet einen Ventilsitz 6 für ein Stellventil 7, dessen Ventilkörper mit 8 bezeichnet ist.

Stromabwärts des Stellventils 7 weist der Gehäuseeinsatz 3 in einem hinsichtlich des Durch-45 messers erweiterten Abschnitt einen Ventilsitz 9 für ein Regelventil 10 auf, dessen ringförmiger Ventilkörper 11 den Ventilkörper 8 des Stellventils 7 mit Abstand umschließt. Das Gehäuse 1 weist einen Deckel 12 auf, der einen durch eine Membran 13 abgeschlossenen Steuerraum 14 bildet. Die Membran 13 ist an den Ventilkörper 8 des Stellventils 7 angeschlossen und mit dem Ventilkörper 11 des Regelventils 10 verbunden. Der Deckel 12 wird von einer Stellstange 15 so durchsetzt, die durch den Ventilkörper 8 geführt ist und als Drehantrieb für eine dem Stellventil 7 einlaßseitig vorgelagerte Drossel 16 dient. Diese über einen Drehantrieb einstellbare Drossel 16 kann eine Einstellkulisse oder einen Regulierkegel aufweisen. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist eine Drossel 16 angedeutet, bei der ein topfartiger, mit der Stellstange 15 verbundener Rotor 17 Durchströmöffnungen 18 aufweist, die mit Durchströmöffnungen 19 in 55 einer gehäusefesten Rotorführung 20 Zusammenwirken. Je nach der Drehstellung des Rotors

Claims (2)

1. 4 AT 413 435 B 17 ergibt sich eine unterschiedliche Überdeckung der Durchströmöffnungen 18, 19, wodurch der Druckabfall an der Drossel 16 feinfühlig eingestellt werden kann. Unabhängig von der damit vorgebbaren maximalen Durchflußmenge kann durch ein axiales Verschieben der drehbar gelagerten Stellstange 15 der Ventilkörper 8 des Stellventils 7 zusätzlich im Sinne einer Verrin-5 gerung der Durchflußmenge verstellt werden. Zu diesem Zweck bildet die Stellstange 15 einen Anschlag 21, gegen den der Ventilkörper 8 des Stellventils 7 durch eine Öffnungsfeder 22 des Stellventils 7 gedrückt wird. Die axiale Endstellung des geöffneten Stellventils 7 wird durch einen im Deckel 12 schraubverstellbar gehaltenen Anschlag 23 festgelegt, der mit einem Gegenschlag 24 der Stellstange 15 zusammenwirkt. 10 Um die durch die Drehstellung der Drossel 16 und die Hublage der Stellstange 15 durch das Stellventil 7 vorgegebene Durchflußmenge zu regeln, ist der Steuerraum 14 mit einem entsprechenden Steuerdruck zu beaufschlagen. Zu diesem Zweck ist gemäß der Ausbildung nach der Fig. 1 der Steuerraum 14 an eine Steuerleitung 25 angeschlossen. Die Membran 13 wird daher 15 im Schließsinn des Regelventils 10 über den Steuerdruck der Steuerleitung 25 beaufschlagt. Im Öffnungssinn des Regelventiles 10 wirkt der Flüssigkeitsdruck im Ringraum 26 zwischen den Ventilkörpern 8, 11 der beiden Ventile 7, 10 sowie die Kraft einer auf den Ventilkörper 11 des Regelventiles 10 einwirkenden Öffnungsfeder 27. Steigt der Druck im Ringraum 26 im Vergleich zum Druck im Steuerraum 14 an, so wird das Regelventil 10 geöffnet, bis der Druck im Ring-20 raum 26 abfällt und sich wieder Gleichgewichtsbedingungen einstellen. In analoger Weise führt ein Druckabfall im Ringraum 26 zu einem Schließen des Regelventiles 10, bis der Druck im Ringraum 26 wieder ansteigt, so daß mit Hilfe der Vorrichtung gemäß der Fig. 1 die Durchflußmenge in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Steuerdruck unter Berücksichtigung einer vorgebbaren Druckdifferenz geregelt wird. 25 Zum Unterschied nach der Ausführungsform der Fig. 1 wird der Steuerraum 14 gemäß der Vorrichtung nach der Fig. 2 mit dem Flüssigkeitsdruck im Bereich des Einlasses 4 beaufschlagt. Zu diesem Zweck ist die Stellstange 15 mit einer axialen Durchtrittsöffnung 28 versehen, die im Steuerraum 14 mündet, so daß bei einem vorgegebenen Druckabfall an der Drossel 16 bzw. 30 am Stellventil 7 bei einem Druckanstieg im Bereich des Einlasses das Regelventil 10 über die Beaufschlagung des Steuerraumes 14 im Schließsinn verstellt wird, bis aufgrund des dadurch bedingten Druckanstieges im Ringraum 26 wieder Gleichgewichtsbedingungen herrschen. Bei einem Druckabfall der zuströmenden Flüssigkeit wird hingegen das Regelventil 10 geöffnet, so daß die Durchflußmenge unabhängig von Druckschwankungen der zuströmenden Flüssigkeit 35 konstant gehalten werden kann. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Regeln der Durchflußmenge einer Flüssigkeit, insbesondere des Wärme trägers einer Warmwasserheizung, mit einem einen Ein- und einen Auslaß (4, 5) bildenden Gehäuse (1), das einlaßseitig ein Stellventil (7) mit einem über eine Stellstange (15) betätigbaren Ventilkörper (8) und auslaßseitig ein Regelventil (10) aufweist, dessen einerseits mit dem Druck auf der Auslaßseite des Stellventils (7) und anderseits durch eine Feder 45 (22) im Öffnungssinn beaufschlagter, koaxial zum Stellventil (7) verschiebbar gelagerter Ventilkörper (11) mit einer einen Steuerraum (14) abschließenden Membran (13) verbunden ist, die an den vom ringförmigen Ventilkörper (11) des Regelventils (10) umschlossenen Ventilkörper (8) des Stellventils (7) anschließt, dessen Stellstange (15) den Steuerraum (14) durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) auf der Einlaßseite so des Stellventils (7) eine über einen Drehantrieb einstellbare Drossel (16) aufweist und daß die den Ventilkörper (8) des Stellventils (7) durchsetzende, drehbar gelagerte Stellstange (15) als Drehantrieb für die Drossel (16) ausgebildet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerraum (14) entweder 55 über die hohle Stellstange (15) mit dem Einlaß (4) des Gehäuses (1) in Druckverbindung 5 5 AT 413 435 B steht oder an eine Steuerleitung (25) angeschlossen ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55