Durchfluss-Steuerorgan Die vorliegende Erfindung betrifft ein Durch fluss-Steuerorgan, insbesondere für Zentralheizungen. Es sind z. B. Heizungssysteme bekannt, bei welchen die Regulierung der gewünschten Heizleistung durch ein zentrales System erfolgt, indem das im Umlauf befindliche Wasser mittels Regulierorganen über Bypass-Leitungen durch Beimischung von Warmwas ser zentral reguliert wird. Diese Systeme weisen den Nachteil auf; dass die gewünschte Zimmertem peratur jedes einzelnen Zimmers in einem Haus nicht oder nur sehr schwer reguliert werden kann.
An diesen Radiatoren befinden sich üblicherweise Absperrorgane, die für eine Regulierung Auf/Zu be stimmt sind und stets noch von Hand bedient werden müssen, um Temperaturabweichungen auszugleichen.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu umgehen.
Das erfindungsgemässe Durchfluss-Steuerorgan zeichnet sich dadurch aus, dass es von Hand be- tätigbar ist und eine lösbar angebaute Automatik (21) aufweist, derart, dass es sowohl als handbe tätigtes Steuerorgan verwendbar ist, als auch zu einem automatischen Steuerorgan kombiniert werden kann.
Die Erfindung wird anschliessend anhand von Zeichnungen beispielsweise erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Zen- tralheizungssystems mit zwei parallel geschalteten Heizkörpern und Durchfluss-Steuerorganen, Fig. 2 ein Durchfluss-Steuerorgan in teilweise perspektivischer, schematischer Darstellung, teilweise geschnitten.
Das in Fig. 1 ersichtliche Zentralheizungssystem besitzt einen Zentralheizungsofen 1, in -welchem das Heizungswasser erwärmt wird und eine von diesem wegführende Vorlaufleitung 2 sowie eine Rücklauf leitung 3, in der eine Umwälzpumpe 4 vor dem Eintritt in den Zentralheizungskessel 1 angeordnet ist. Zwei Radiatoren 5 und 6 sind zwischen der Vorlaufleitung 2 und der Rücklaufleitung 3 parallel geschaltet, wobei jeder Radiator eine Zulaufledtung 7 bzw. 9 und eine Rücklaufleitung 8 bzw. 10 auf weist.
Die Zulauf- und Rücklaufleitungen 7, 8 bzw. 9 und 10 sind mittels je einer Bypass-Leitung 11 bzw. 12 überbrückbar. Das Bypassen und Abschlie ssen der Radiatoren 5 und 6 von den Zu- und Ab flussleitungen 7 und 9 bzw. 8 und 10 erfolgt mittels Durchfluss-Steuerorgane 13 und 14 bzw. Abschluss- ventile 15 und 16.
Für automatisch regulierte Zentralheizungssy- steme ist es vorteilhaft, die Durchfluss-Steuerorgane 13 und 14 in der Weise auszubilden, dass sie sowohl als von Hand betätigbare Steuerorgane als auch nach Anbau einer entsprechenden Automatik als automatische Steuerorgane verwendet werden können.
In Fig. 2 ist ein derartiges Durchfluss-Steuer- organ dargestellt. Es besitzt ein Gehäuse 20, welches der Aufnahme eines Drehschiebers 22 dient. Das Gehäuse 20 ist derart beschaffen, dass eine Auto matik 21 jederzeit angebaut werden kann.
Der Drehschieber 22 besitzt eine rechteckförmige Eintrittöffr_ung 23 sowie eine ebensolche, bedeutend kleinere Austrittöffnung 24. Der Drehschieber 22 ist mit einer Schieberwelle 25 verbunden, auf der ein Ritzel 26 auf leicht konischem Bund verschieb bar angeordnet ist. Ein Handeinstellknopf 27 mit einem auf eine Skala 28 weisenden Zeiger erlaubt über eine Welle 29 den Drehschieber 22 zu drehen, dessen Lage an der Skala 28 mit Hilfe des Zeigers des Handeinstellknopfes 27 erkennbar ist.
Die Au tomatik 21 ist mit einem Schutzrohr 32 versehen, in welchem ein Verdampfergefäss 33 untergebracht ist. Dieses Gefäss besitzt ein Kapillarrohr 34, das das Verdampfergefäss 33 mit einem Zylinder 35 verbindet. Im Zylinder 35 sind zwei Membranen 36 und 38 als Kolben verschiebbar angeordnet, wobei sich zwischen den Membranen 36 und 38 eine Sperr flüssigkeit 37 befindet, welche das Entweichen des sich im Verdampfergefäss 33 befindlichen Kältemit tels, beispielsweise Freon , verhütet.
Der aus den Membranen 36 und 38 bestehende Kolben ist über eine Kolbenstange 39, deren oberes Ende als Zahn stange ausgebildet ist, mit dem Ritzel 26 auf der Schieberwelle 25 verbunden. Der Membrankolben wird durch eine Druckfeder 40 gegen seine untere Endlage gepresst. Das Abdichten des konischen Dreh schiebers 22 kann in axialer Richtung mittels eines O-Ringes auf der Welle 25 erfolgen. Ein völliges Absperren der Zulaufleitung 7 zum Radiator ist im Betrieb nicht erforderlich; daher wird zwischen dem Drehschieber 22 und dem Gehäuse 20 ein ein leichtes Drehen sicherstellendes Spiel eingestellt. Soll z.
B. zu Reparaturzwecken der Radiator entfernt werden, so kann mittels einer Schraube der Dreh schieber 22 in seiner Absperrlage satt ins Gehäuse 20 gezogen werden, so dass er einen dichten Sitz bildet.
Die Automatik 21 wird vorteilhafterweise, wie dies in Fig. 2 ersichtlich ist, in einen Gewinde stutzen am Gehäuse 20 angeschraubt. Soll das Steuerorgan ohne Automatik 21 verwendet werden, so kann ein entsprechender Gewindezapfen in den Gewindestutzen eingesetzt werden.
Der beschriebene Drehschieber, welcher beispiels- weise in einem Zentralheizungssystern gemäss Fig.1 in der Zulaufleitung 7 bzw. 9 eingebaut werden kann, dient dem automatischen Regulieren des Warm- oder Heisswasserdurchflusses durch den Radiator. Er kann aber auch von Hard eingestellt werden.
Für zentral nach der Aussentemperatur gesteuerte Zentralhei- zungssystem mit Auf/Zu- oder Bypass-Regulierung können auch Magnet-Drehschieber Verwendung finden.
Das Heizmedium fliesst von links in Pfeilrich- tung 41 gegen den Drehschieber 22, den es in der dargestellten Lage durchsetzt, und in Pfeilrichtung 42 in einen nicht dargestellten Radiator. Aus die sem strömt das Heizmedium in Pfeilrichtung 44 durch die Rücklaufleitung 8 an der Bypassmündung vorbei und in Pfeilrichtung 45 in die Rücklauflei- tung 3 des Zentralheizungssystems zurück. Je nach der Drehlage des Drehschiebers 22 lässt dieser mehr oder weniger Flüssigkeit durchtreten. Die Lage dieses Drehschiebers 22 richtet sich nach der Lage der Automatik 21.
Der Schieber kann, wie erwähnt, auch von Hand verstellt werden, wobei durch Pres sen auf den Handeinstellknopf 27 der konische Sitz zwischen Ritzel 26 und Welle 25 gelöst und ohne Beeinflussung der Automatik 21 der Drehschieber 22 gedreht werden kann. Diese Einstellmöglichkeit dient insbesondere dazu, die ganze Automatik und den Drehschieber einzustellen.
Im automatischen Betrieb verdampft je nach Um gebungstemperatur im Verdampfergefäss 33 mehr oder weniger Steuermittel, beispielsweise Freon , welches durch das Kapillarrohr 34 nach oben in den Zylinderraum des Zylinders 35 strömt. Mit stei gender Temperatur steigt der Druck in diesem System und schiebt, gegen die Belastung der Druckfeder 40, das Kolbensystem der Membranen 36 und 38 mit samt der Kolbenstange 39 nach oben. Dabei ver hindert die Sperrflüssigkeit 37 ein Durchtreten des verdampften Steuermittels zwischen Kolben und Zy linder und Entweichen .in den Raum.
Durch diese Kolbenbewegung wird das Ritzel 26 über das zahn- stangenförmige Ende der Kolbenstange 39 gedreht und mit ihm über die Schieberwelle 25 der Dreh schieber 22.
Auf diese Weise gelangt je nach Raumtempe ratur der Drehschieber 22 in eine bestimmte Lage, in welcher er genügend Heizmedium durchströmen lässt, um den Radiator und damit den Raum in vorgesehener Weise zu erwärmen bzw. auf der ge wünschten Temperatur zu halten.
Bei steigender Temperatur im Raume steigt der Druck im Steuersystem und schiebt den Kolben 36, 38 mit der Kolbenstange 39 nach oben. Dadurch wird das Ritzel 26 und mit ihm über die Schieber welle 25 der Drehschieber 22 derart gedreht, dass die Austrittsöffnung 24 durch das Ventilgehäuse 20 teilweise abgedeckt wird, was eine Abnahme der durch den Radiator fliessenden Heizmediumsmenge zur Folge hat.
Die Heizleistung des Radiators geht mithin zurück und die Temperatur im zu beheizen den Raume fällt. Daher kondensiert ein Teil des vorher verdampften Kältemittels im Verdampferge- fäss, und der Druck im Steuermittelsystem sinkt.
Die Druckfeder 40 bewegt den Kolben im Zy linder 35 in Richtung des Verdampfergefässes 33, womit der Drehschieber 22 wieder in die offenere Stellung gelangt. Auf diese Weise wird die an der Skala 28 ersichtliche Solltemperatur des Raumes ein gehalten. Die Abmessungen der Automatik 21 sind derart, dass ein Pendeln des Systems beim Regeln auf die Solltemperatur verhütet wird.
Zum Bewegen des Drehschiebers 22 kann an stelle eines Kältemittels auch eine Flüssigkeit mit grossem Ausdehnungskoeffizienten, ein Bimetall oder ein Metallstab mit einem freien Ende, welches mit dem Drehschieber 22 wirkverbunden ist, verwendet werden.
Zum Bypassen des zugehörigen Radiators kann der Drehschieber 22 durch Lösen der konischen Verbindung zwischen Ritzel 26 und Schieberwelle 25 in seine Absperrlage gedreht werden, in welcher der Zufluss in Richtung des Pfeiles 42 zum Ra diator unterbunden ist. Das Heizmedium kann dann in Richtung des Pfeiles 43 weiterhin den Kreis lauf im System aufrechterhalten.
Der beschriebene Drehschieber erlaubt damit, ausgehend von der Zimmertemperatur, eine Regu lierung der Menge des den Radiator durchfliessenden Wassers und mithin eine Beeinflussung der Tempera tur des Zimmers. Die beschriebene Automatik be- ruht auf dem Prinzip, dass ein Kühler in Form eines Verdampfergefässes vorgesehen wird, der mit ei ner Flüssigkeit tiefen Siedepunktes, beispielsweise < < Freon , aufgefüllt wird und bei Normaltempera tur sehr hohe Drücke erzeugt. Diese ermöglichen, mit kleinen Hebelarmen grosse Drehmomente zu erzeugen und damit die Steuerorgane zu bewegen.
Die Verbindung des Verdampfergehäuses über eine Kapillare mit einem Kolbensystem in einem Zylin der gestattet bei einem Hub von z. B. 1-2 cm den Regulier-Drehschieber in die vorbestimmte Lage zu bringen.
Der beschriebene Drehschieber, welcher als By- pass-Drehschieber ausgeführt ist, kann grundsätzlich auch auf Auf/Zu regulieren.
Dieser Regulier-Drehschieber weist den Vorteil auf, dass jederzeit und mühelos die angebrachte Auto matik 21 vom Drehschiebergehäuse 20 gelöst werden kann und nach Einschrauben des Verschlusszapfens ein normaler von Hand auf und zu schaltbarer Dreh schieber entsteht. Diese Wechselmöglichkeit ist insbe sondere dann wichtig, wenn infolge Beschädigung der Automatik ein Eingriff erfolgen muss, was zu jeder Zeit und ohne Abstellen oder gar Entleeren des Zentralheizungssystems möglich ist.
Zum Zwecke der wirtschaftlichen Herstellung kann das Durchfluss-Steuerorgan als gewöhnlicher Reiberbahn ausgebildet werden, wobei die Organe zum grossen Teil nicht mehr wie bisher aus Messing, sondern aus einem entsprechenden Kunststoff, bei spielsweise Araldit , zu fertigen sind.
Es ist grundsätzlich auch möglich, den Schieber auf einer hin und her gehenden Bewegung aufzu bauen, anstatt auf einer Drehbewegung. Diese Aus führung bedingt zwar zwischen der Automatik und dem Schieberkolben eine entsprechende Übersetzung, lässt sich aber bezüglich Abdichtens beispielsweise mit Hilfe eines O-Ringes ebenfalls einfach gestalten wie beim Drehschieber.
Es ist ferner möglich, das Verdampfergefäss als separaten Kleinbehälter auszuführen, welcher durch Einschrauben an das Blocksystem angeschlossen wird. Das Kapillarrohr kann beim Anschrauben des Freon -Behälters an diesem z.
B. eine Kupferab- schlussscheibe durchdrücken, so dass das Kältemittel durch das Kapillarrohr in den untern Teil des Kol benraumes ausströmen kann. Dies hat den Vorteil, dass die Füllung des Zylinders auch später jeder zeit mühelos gewechselt werden kann, wenn sich beispielsweise durch Undichtheiten ein Teil des Kälte mittels verflüchtigen sollte. Aber auch fabrikatorisch bietet diese Lösung grosse Vorteile, da die Lager haltung, die Montage und die Auswechslung des Verdampfergefässes einfach und wirtschaftlich ge löst ist.
Der Umstand, dass durch Entfernen der Auto matik und Ersetzen des Griffes durch einen fest angeschraubten Griff das Durchfluss-Steuerorgan als gewöhnlicher Regulier-Drehschieber verwendbar ist, spielt insbesondere während der Bauzeit in Gebäuden eine grosse Rolle, da die Automatik durch Bauar beiten einem vermehrten Verschleiss unterworfen wird.
Es ist möglich, die Kunststoffteile mit einem metallischen überzog zu versehen, beispielsweise ei nem Überzug aus Chrom. Dazu werden MetallstaÜb- teile dem Kunststoff beigemischt, um dieselben an schliessend mit einem galvanischen Überzug zu ver sehen.
Das beschriebene System besitzt ebenfalls den Vorteil, .dass die Radiatoren-Steuerorgane druckfrei arbeiten und nicht beim Öffnen oder Schliessen vom Pumpendruck belastet sind. Dies ist dann wichtig, wenn jeder Radiator eine automatische Steuerung erhält, welche die Temperatur im zugehörigen Raum einstellt. Diese Steuerungssysteme besitzen meistens keine grossen Stehkräfte und müssen fähig sein, mit geringen Temperaturdifferenzen die Regulierung durchzuführen. Eine solche Steuerung muss also mög lichst frei von äusseren Belastungen sein und nur ge ringe Reibungskräfte besitzen.
Die Bypass-Leitung an den Radiatoren ermöglicht, den Erfindungszweck auf optimale Weise durchzuführen, indem .das zu betätigende Steuerorgan den Wärmeträger Wasser entweder über den Radiator oder über die Bypass- Leitung leitet, wobei das Steuerorgan stets vom Wasser umspült ist und keine Abschlussfunktionen, sondern nur Umleitfunktionen ausübt.