CH640925A5

CH640925A5 - Vorrichtung zur regulierung der wassertemperatur einer zentralheizungsanlage.

Info

Publication number: CH640925A5
Application number: CH198679A
Authority: CH
Inventors: Curt Arnold Bjoerklund
Original assignee: Curt Arnold Bjoerklund
Priority date: 1978-03-06
Filing date: 1979-02-28
Publication date: 1984-01-31
Also published as: JPS54125384A; NO780754L; FI790611A; CA1119075A; SE442900B; FR2419447A1; ES478360A1; IT1125328B; DK92079A; GB2027849A; IT7983343A0; NL7901666A; AU4486479A; GB2027849B; SE7901677L; DE2907919A1; DE2907919C2; FR2419447B1; BE874623A

Description

Eine Aufgabe vorliegender Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art, die mit kurzen Regulierbewegungen arbeitet, kleine eingestellte Temperaturgrenzen einhält, einfach und billig in der Herstellung sowie relativ unempfindlich gegen Störungen ist, eine lange Lebensdauer besitzt, eine minime Wartung bedingt und eine schnelle Mischung der verschiedenen Wasserströme erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung gemäss dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst.

Eine solche Vorrichtung kann zu einem bedeutend niedrigeren Preis hergestellt werden, als vergleichbare konventionelle Vorrichtungen und fordert normalerweise keinen elektrischen An-schluss, gleichzeitig ist sie praktisch wartungsfrei. Eingehende Teste während 4 Jahren haben gezeigt, dass die erfindungsge-mässe Vorrichtung konventionellen Systemen überlegen ist. Hierbei kann ein Vorteil in verschieden grossen Zulauföffnungen liegen, die mit äusserst kleinen Regulierbewegungen und eventuell verschieden ausgeführten Ventilorganabschnitten alle gewünschten Mischeffekte ergeben können bei einer Anpassung der Temperatur des ausgehenden Wasserstromes, die in engen Grenzen liegt und beispielsweise dem Wärmebedarf durch In-nenthermostate als auch Aussenthermostate folgen kann, die untereinander verbunden sein können, um geringere Schwankungen in der Auslauftemperatur und schnellere Reaktion ergeben. Wird ein Sensor an die Auslaufleitung nahe der Vorrichtung angeschlossen, so kann eine sehr exakte Temperatur eingehalten werden, die bei thermostatregulierten Heizkörpern erwünscht ist.

Die Regulierausrüstung oder hiermit zusammenwirkende Teile können mit dem Schalter einer Zirkulationspumpe verbunden sein, so dass beispielsweise ein Durchströmen von Kaltwasser unter einer gewissen Temperatur nicht vorkommt.

Verschieden grosse Einlauföffnungen und kurze Regulierbewegungen können zu kleinen, kompakten Einheiten beitragen und eröffnen die Möglichkeit, auf einfache Weise, eventuell zusammen mit einer entsprechenden Ausführung des Ventilor-ganes, gewünschte Regelcharakteristiken zu erhalten, obschon die Arbeitsweise des Regulierorganes völlig oder hauptsächlich linear ist. Entsprechend kurze Regulierbewegungen sind natürlich auch bei Drehbewegungen des Ventilorganes möglich.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus folgender Beschreibung unter Hinweis auf beigefügte Zeichnungen hervor. In diesen zeigen, teilweise in schematisierter Form:

Fig. 1 ein System mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung;

Fig. 2 eine erste erfindungsgemässe Ausführungsform in einem Längsschnitt;

Fig. 3 ein Schnittbild gemäss Schnittlinie A-A in Fig. 2;

Fig. 4 und 5 mit Fig. 3 vergleichbare Ansichten, welche abgeänderte Ausführungsformen von den Mündungen der Einläufe bzw. der Ausführung des Ventilorganes zeigen;

Fig. 6 eine abgeänderte Ausführungsform in einem Längsschnitt;

Fig. 7 ein Schnittbild gemäss Schnittlinie C-C in Fig. 6;

Fig. 8 ein Schnittbild gemäss Schnittlinie D-D in Fig. 6;

Fig. 9 eine abgeänderte Ausführungsform in einem Längsschnitt;

Fig. 10 ein Schnittbild gemäss Schnittlinie K-K in Fig. 9;

Fig. 11 ein Schnittbild gemäss Schnittlinie L-L in Fig. 9;

Fig. 12 eine Seitenansicht eines Ventilorganes gemäss Fig. 9 und 11;

Fig. 13 einen diametralen Längsschnitt eines Ventilorganes gemäss Fig. 12;

Fig. 14 eine Ansicht ähnlich Fig. 12 eines abgeänderten

Ventilorganes;

Fig. 15 eine weitere abgeänderte Ausführungsform in einem diametralen Längsschnitt;

Fig. 16 eine weitere abgeänderte Ausführungsform in einem 5 diametralen Längsschnitt;

Fig. 17 ein Schnittbild gemäss Schnittlinie M-M in Fig. 16;

Fig. 18 ein Schnittbild gemäss Schnittlinie N-N in Fig. 16;

Fig. 19 ein Schnittbild gemäss Schnittlinie O-O in Fig. 16;

Fig. 20 eine Abwicklung der Peripherie des Ventilorganes io gemäss Fig. 16;

Fig. 21 eine entsprechende Abwicklung wie in Fig. 20 eines abgeänderten Ventilorganes;

Fig. 22 eine weitere abgeänderte Ausführungsform in einem diametralen Längsschnitt;

15 Fig. 23 ein Schnittbild gemäss Schnittlinie P-P in Fig. 22;

Fig. 24 eine Draufsicht eines Auslaufeinsatzes, der im Zusammenhang mit Fig. 22 anwendbar ist;

Fig. 25 einen kombinierten Schnitt gemäss Schnittlinie P-P in Fig. 22 und Q-Q in Fig. 24;

20 Fig. 26 eine Seitenansicht eines Ventilorganes entsprechend Fig. 22;

Fig. 27 eine Ansicht in Richtung der Pfeile R-R in Fig. 26;

Fig. 28 ein Schnittbild gemäss Schnittlinie S-S in Fig. 26;

Fig. 29 eine weitere abgeänderte Ausführung in einem diame-25 tralen Längsschnitt;

Fig. 30 ein Schnittbild gemäss Schnittlinie T-T in Fig. 29;

Fig. 31 eine weitere abgeänderte Ausführung in einem diametralen Längsschnitt;

Fig. 32 eine Ansicht entsprechend der Pfeile U-U in Fig. 31; 10 Fig. 33 eine weitere abgeänderte Ausführung in einem diametralen Längsschnitt und

Fig. 34 eine Ansicht entsprechend den Pfeilen V-V in Fig. 33.

Die in der Zeichnung gezeigten und im folgenden beschriebenen Ausführungsarten der erfindungsgemässen Vorrichtung dienen zur Regulierung der Wassertemperatur eines Heisswassersy-stems.

Die Vorrichtung gemäss Fig. 2 und irgendeiner der Fig. 3-5 arbeitet wie folgt:

Fig. 2: Warmwasser strömt durch einen ersten Einlauf 2 ein 40 und Kalt- oder Rücklaufwasser durch einen zweiten Einlauf 5 mit Hilfe einer Zirkulationspumpe 45 und gelangt zu einer ersten kalibrierten Mündung 4 bzw. einer zweiten kalibrierten Mündung 6, wo ein Ventilorgan 9 mit Anlagefläche 10 gegen eine Regulierfläche 7 dichtet mit Hilfe einer Blattfeder 12, die durch 45 eine Arretierschraube 13 gehalten ist. Die Vorspannung der Feder 12 überwindet das Streben des Ventilorgans, dem Wasserstrom zu folgen. Eine kleinere Fläche der Feder 12 liegt dabei an einer oberen Anlagefläche 11 des Ventilorganes an. Die erste Mündung 4 ist grösser, um einen maximalen Durchfluss zu 50 erlauben, wenn dies gefordert wird. Das Ventilorgan 9 wird mit Hilfe eines Balges 24 in einer Steuereinheit 19 hin- und herbewegt, die über ein Kapillarrohr 23 mit einem Aussenthermostat 42 und/oder einem Innenthermostat 43 (Fig. 1) in Verbindung steht. Ein Sensor 44 ist an geeigneter Stelle in die Speiseleitung 55 eines Auslaufs 18 des Mischwassers eingebaut und regelt somit das Einhalten einer gleichmässigen Temperatur, die beispielsweise in Systemen mit thermostatgesteuerten Heizkörpern erwünscht ist. Der Balg 24 beeinflusst bei hin- und hergehenden Bewegungen, veranlasst durch 42-43-44 eine Steuerachse 20, die 60 im Ventilorgan 9 in einem Loch 36 befestigt und durch Flansche 21 in ihrer Lage gehalten ist. Seitlich wird das Ventilorgan 9 durch Klammerwandungen 8 geführt. Die Anschläge 28 der Steuerachse begrenzen innerhalb der Steuereinheit 19 wenigstens eine Endlage der Steuerachse.

65 Fig. 2 zeigt eine Normallage, in der das Ventilorgan 9 etwa gleich grosse Mündungsabschnitte 4 und 6 offenhält. Dies kann einer Wärmeentnahme entsprechen, die bei etwa 0°C Aussen-temperatur erforderlich ist.

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Das Ventilorgan 9 ist im Stande, die erste Mündung 4 völlig zu überdecken, wobei die zweite Mündung völlig offen ist. Ein Bedürfnis hierfür kann sein: Hohe Aussentemperatur hat über 42-43-23 den Balg 24 beeinflusst, so dass dieser maximalen Ausschlag gibt und nur Rücklaufwasser zirkuliert über die zweite Mündung im System. Sprechen die Thermostate 42 und/oder 43 auf eine geringere Lufttemperatur an, so nimmt der Inhalt des Balges 24 ab und das Ventilorgan 9 bewegt sich hin zur Steuereinheit, so dass ein Mischen mit Heisswasser aus der ersten Mündung entsprechend dem Wärmebedarf beginnt. Das Volumen der Heisswassermenge kann über eine Lage hinaus gesteigert werden, in der die zweite Mündung bereits völlig abgedeckt ist, dank dem grösseren Querschnitt der ersten Mündung, die dabei vollen Durchfluss erhält.

In völlig ausgeschraubter Lage entlastet eine Einstellschraube 25 den Balg 24, so dass das Ventilorgan 9 eine entsprechende Lage, z. B. beim Ingangsetzen des Systems einnehmen kann, um schnell die Temperatur zu erhöhen. Ferner dient diese Schraube zur manuell einstellbaren Justierung. Ein Arretierorgan 26 arretiert den zapfenförmigen Teil 27 der Einstellschraube, über den der Balg 24 beeinflusst wird. Eine mit Gewinde versehene Bohrung 22 dient zum Befestigen der Steuereinheit 19; 20a bezeichnet einen Steuerachsenanschlag gegen den Balg 24. Eine Druckfeder 24a dient zum Rücksteilen bzw. Ausgleichen des Balgdruckes.

Die Mündungen 4 und 6 sowie einige andere Details können zwecks Erhalt einer gewünschten Regulierkurve entsprechend ausgeführt werden. So zeigt Fig. 4 die Oberseite der Regelfläche 7 ohne das Ventilorgan, um eine mögliche Ausführung der ersten Mündung anzudeuten. Diese spezielle Ausführung kann die Regulierkurve in der Endphase des Schliessens der zweiten Mündung beeinflussen. Beliebige Charakteristiken sind dadurch erhältlich, dass auch die zweite Mündung oder beide Mündungen in Form und/oder Grösse und/oder gegenseitiger Grösse bzw. Verhältnis gewählt bzw. geändert werden.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt gegenüber Fig. 3 eines abgeänderten Ventilorganes. Eine kalibrierte Aussparung 30 im Ventilorgan 9 liefert hier eine gewünschte Charakteristik. Ein Teil des Ventilorganes, der die erste Mündung abdeckt, kann eine ähnliche Form erhalten wie die Aussparung 30. Wenn somit das Ventilorgan die erste Mündung völlig abdeckt, liegt der Boden der Aussparung bündig mit der ersten Mündungskante, die einer Trennwand 3 zwischen den beiden Mündungen zugewendet ist. Man kann innerhalb der Materialdicke der Trennwand Aussparungen 30 verschiedener Grösse und Form vorsehen, so dass gewünschte Charakteristiken erhältlich sind in bezug auf ein verzögertes Öffnen des Kalt-Warmwasserstromes. In einer Lage, in der die erste Mündung gerade geschlossen ist, übergreift das Ventilorgan die zweite Mündung mit seinen Flanken. Die Aussparungstiefe kann auch geringer sein. Solche Aussparungen 30 sind einfach, schnell und billig herzustellen.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, wobei eine das Ventilorgan aufnehmende Kammer 32 vom Ventilorgan unterteilt ist, welches zylindrisch ist und von der Steuereinheit axial bewegt wird. Ein Vorteil dieser Ausführung besteht darin, dass die erforderliche Stellkraft sehr gering sein kann, da das Ventilorgan bei ungefähr gleichem Druck in beiden Kammerteilen völlig entlastet ist. Die Lippen 31 sind mit dem Ventilorgan einstückig hergestellt und bestehen vorzugsweise aus Kunststoff. Hierdurch wird die erforderliche Stellkraft reduziert. Der Abstand zwischen den Lippen 31 ist stets geringer als die Dicke der Trennwand, was Leckverluste verhindert. Die Abwesenheit von Federdruck erleichtert auch die Stellkraft. Diese Vorrichtung ist sehr einfach herzustellen, kostensparend und funktionssicher. Sie lässt sich auch als Einsatz herstellen mit lediglich den vitalen Teilen feinbearbeitet zur Anordnung in einem Körper äusserst einfacher Ausführung. Auch vierkantige Ausführung ist möglich, wobei das Ventilorgan die gleiche Form besitzen kann. In diesen

Fällen erfolgt die Mischung in der Auslaufkammer 16.

Gemäss Fig. 9 sind die Mündungen zu einer gemeinsamen Regulieröffnung 72 vereint. Das Ventilorgan 9 ist mit axialen Führungskanten 69 versehen, die in Umfangsrichtung dem Kammerdurchmesser entsprechen, so dass das Ventilorgan 9 an der Öffnung 72 vorbeigleiten und den Austritt von Heiss- und Kaltwasser mit Hilfe einer peripheren Trennwand 70 regulieren kann, deren Durchmesser der Kammer angepasst ist. Das Ventilorgan 9 zeigt auf beiden Seiten der Trennwand 70 und zwischen den Führungskanten 69 Ausnehmungen 68, welche ein Fliessen von Wasser in erforderlichen Mengen während der gesamten Regulierbewegung gestatten, die auch hier von einer Steuereinheit 19 gesteuert wird. Die Trennwand 70 ist zwischen benachbarten Führungskanten 69 etwas schräggestellt und bildet an einem Ende einen spitzen Winkel 71, der ein langsames Öffnen/ Schliessen auf der Heiss-/Kaltwasserseite bewirkt. Diese eine Öffnung 72 kann schmal gehalten sein, da die Trennwand 70 nur einen geringen Teil derselben abschirmt, gleichzeitig wie eine relativ grosse temperaturgeregelte Wassermenge in einen das Ventilorgan peripher umgebenden Kanal 66 und von dort in den Auslauf 18 über eine erweiterte Mündung 67 der Öffnung 72 gelangen kann.

Aus Fig. 10 geht hervor, dass der nahezu ganz geschlossene Kanal 66 gross ist im Verhältnis zur Breite der Öffnung 72.

Fig. 11 zeigt, wie das Ventilorgan wirken kann.

Fig. 12 und 13 zeigen in verschiedenen Ansichten eine bevorzugte Ausführung eines Ventilorganes.

Fig. 14 zeigt eine Ventilorganausführung, bei der den Führungskanten 69 eine in Umfangsrichtung gedrehte Form gegeben wurde, die wirksam dazu beiträgt, dass die Wasserströme eine rotierende Bewegung erhalten zum schnelleren Mischen.

Fig. 15 zeigt eine Ausführung, wobei die Kammer 32 auf der Heisswasserseite einen ringförmigen Ansatz 73 besitzt, gegen welchen eine Stirnfläche 74 des Ventilorganes anliegt zum Erhalten einer Zusatzdichtung, wenn der Wasserstrom bei einer entsprechenden Ventilorganlage völlig zu unterbinden ist. Dies ist besonders wertvoll, sofern eine totale Absperrung erwünscht ist, zumal gewisse konventionelle Mischventile 5-10 % Leckwasser durchlassen und somit unnötige Wärmeverluste hervorrufen. Die Trennwand 70 ist hierin axialer Richtung asymmetrisch angeordnet, weshalb axiale Führungskanten auf der Heisswasserseite nicht erforderlich sind, wobei eine ringförmige Ausnehmung 68 gebildet wird. Verlässt das Ventilorgan im ersten Regelabschnitt den Ansatz 73, so ist die Wirkung zunächst ein gedrosselter Durchfluss, was in gewissen Fällen erwünscht ist. Damit der Regelbalg 24 nicht gesprengt wird, wenn das Ventilorgan gegen den Ansatz 73 dichtet und die Flüssigkeit im Sensor weiter expandiert, soll der Balg gegen seine Abstützungin der Steuereinheit 19 abgefedert sein, was auf bekannte Weise leicht bewirkbar ist.

Gemäss Fig. 16 und 17 umschliesst der Kanal 66 und die Öffnung 72 nur die halbe Kammerperipherie auf der Auslaufseite. Das Ventilorgan 9 ist hier über die Achse 20 mit einem Stellarm 78 verbunden, der eine halbe Drehung des Organes ermöglicht. Die Trennwand 70 (Fig. 20) ist als Wellenlinie ausführbar, was den Heiss- bzw. Kaltwasserfluss durch die Öffnung 72 mittels einer einfachen Armbewegung steigert oder vermindert. Das herausragende Ende 77 der Achse 20 kann viereckig sein, um drehfest, jedoch vorzugsweise gleitbar den Stellarm mit einem entsprechenden Loch 79 aufzunehmen. Mit 76 ist ein U-förmiges Joch zum Tragen der Steuereinheit 19 bezeichnet. 80 ist eine Feder zwischen Joch und Stellarm, um letzteren in Lage zu halten. 81 sind Aussparungen für den vierkantigen Stellarmteil. Hierdurch kann man den Stellarm sowohl von Hand bewegen als auch nicht gezeigte, dem Stellarm angeschlossene Regelmittel einstellen, um schnell die Temperatur des ausgehenden Flusses zu ändern, z. B. nach einem Stillstand.

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In dem den Kalt- oder Rücklaufwasserstrom empfangenden Die Öffnungen 72 sind hier als rechteckförmige Schlitze ge-

Kammerteil kann ein Sensor 75 angeordnet sein, beispielsweise zeigt; sie können natürlich auch ein anderes Aussehen besitzen,

mit einem verzögernden Verhalten, welcher Sensor in bekannter Die Schlitze 72 können gegeneinander verschoben sein gegen-

Weise ausgebildet ist, z. B. mit einem Wachs oder Wachs- über jedem Auslauf 18, beispielsweise in Steuerachsenrichtung,

Kupferspan-Kern oder dgl. entsprechend dem gewünschten An- 5 um dadurch verschiedene Ausgangstemperaturen zu erhalten,

sprechvermögen. Die Steuerachse ist in diesem Fall geteilt und Ein die Kammer 32 auf der Heisswasserseite verschliessender der Sensor 75 ist zwischen den Teilen angeordnet. Er hat zur Endpfropfen 85 kann alternativ ein Einlauf 2 sein. 86 ist eine

Aufgabe, das Ventilorgan sukzessiv zu bewegen, so dass z. B. der Arretierschraube oder -mutter zum Arretieren des Ventilorgans

Heisswasserfluss abnimmt, wenn das Rücklaufwasser über die auf der Steuerachse. 28a ist eine Rückstellfeder der Steuereinheit zweite Mündung heisser wird als z. B. 40°C. Dann kann der io 19.88isteine Ausbohrung und 89 ein Ansatz im Gehäuse als

Sensor 75 sich verlängern und eine Verschieberegulierung bewir- Anschlag für den Einsatz 87. Das Gehäuse 1 kann vier- oder ken, um den Heisswasserfluss zu drosseln und gleichzeitig den sechskantig sein, um alle Anschlüsse zu beherbergen. 90 bezeich-

Rücklaufwasserfluss zu steigern, so dass eine voreingestellte net das Innere des Einsatzes als Gleitfläche für das Ventilorgan.

Temperatur in engen Grenzen gehalten werden kann. 91 sind Dichtungen um die Steuerachse.

In Verzögerungshinsicht kann der Sensor 75 einen anderen 15 Fig. 24 zeigt einen temperaturverändernden Auslaufeinsatz wesentlichen Vorteil ergeben, wenn ein völlig linear wirkendes 92. Dieser ist vorzugsweise aus relativ weichem Material herge-

Regelsystem von beispielsweise einem Innenthermostat gesteu- stellt und kann in einen Auslauf 18 eingepresst werden gegen die ert wird. Dann trägt er wirksam dazu bei, die Schwankungen in äussere Peripherie des Einsatzes 87 und wird in dieser Lage der Ausgangstemperatur auszugleichen, indem er die Innentem- dadurch gehalten, dass ein asymmetrischer Aussenteil 96 nach peratur über das Rücklaufwasser sozusagen abfühlt und dieses 20 innen gepresst wird, um eine Verdrängungsaushöhlung 95 auszu-

schnell justiert, wenn es möglicherweise zu heiss wird. füllen. Fig. 24 zeigt ein Beispiel, wie eine gewisse Blockierung

Der Sensor 75 ist gegen einen Balg 24 austauschbar, der auf der Regelöffnungen 72 eine gewünschte Temperatur ergeben einfache Weise in den Rücklaufwasserstrom eingebaut werden kann. Löcher 93 und Zwischenwände 97 des Auslaufeinsatzes und eine ähnliche Bewegung ausführen kann, wenn das Rück- entsprechen 72 bzw. 90.

laufwasser zu heiss wird. 25 Um unerwünschte Strömungen zwischen den verschiedenen

Um die Bewegung der beweglichen Komponenten von der Ausläufen 18 zu vermindern oder verhindern, ist der Kanal 66

sogenannten Ruhelage sicherzustellen, kann eine Druckfeder 82 gemäss Fig. 25 ausgelassen und eine Winkelecke 98 des Gehäuses zwischen dem Ventilorgan und dem Kammerendstück auf der zwischen den Ausläufen erstreckt sich hinein in die nächstgelege-

Heisswasserseite angeordnet sein. ne Öffnung72. Wird der Kanal 66 beibehalten, so kann der

Ein Umgehungskanal 84 hat die Aufgabe, stets eine geringe 30 Auslaufeinsatz 92 mit nicht gezeigten Zungen versehen sein, die

Heisswassermenge am Ventilorgan vorbeizuleiten, auch wenn in den Kanal 66 hineinragen und teilweise in betreffende Öffnung dieses die Heisswasserseite sperrt. Ein Zweck dieses Umge- 72, was einen ausreichenden Abschirmeffekt ergibt,

hungskanals kann sein, einen Teil des Gehäuses 1 warm zu In Fig. 26 sieht man, dass die Trennwand 70 sehr dünn sowie halten, u. a. um das Risiko zu vermindern, dass das Ventilorgan um die gesamte Peripherie zickzackförmig verläuft. Die Tiefe der haften bleibt, teils auch um den einseitigen Druck zu mindern, 35 Winkel 71 auf beiden Seiten der Trennwand trägt zum Erhalt der auf der Rücklaufwasserseite herrscht, wenn das Ventilorgan einer erwünschten intensiven Kreuzmischung der Wasserströme sich in Ruhelage befindet, teils auch um eine Sedimentierung von bei. Ferner bewirken sie eine sukzessive Steigerung bzw. Minde-

im Wasser vorkommenden Verunreinigungen in gewissen Mon- rung der betreffenden Wasserströme durch den nicht linear tagelagen zu verhindern. Der Wasserfluss durch den Umge- wirkenden Effekt, den diese Ausführung ergibt.

hungskanal ist insgesamt gesehen unbedeutend und beeinflusst 40 Fig. 27 zeigt die symmetrische Aufteilung der Kreuzlagen der daher die ausgehende Temperatur mit beispielsweise höchstens Winkel 71 um die gesamte Peripherie.

0,1°C. Aus Fig. 28 gehen die Verschiebungen der Winkel 71 klar

Aus Fig. 17 geht hervor, dass der Kanal 66 halbmondförmig ist hervor. Für alle Ausführungen gemäss Fig. 9 bis 28 gilt: sehr auf der Auslaufseite, und Fig. 18 zeigt Anschlagkanten 83 für den kompakte Einheiten und sehr billig herzustellen. Es ergeben sich

Stellarm 78 sowie eine Skala 65. 43 nahezu unbegrenzte Möglichkeiten, Temperaturkurven des aus-

Fig. 19 zeigt die Mediumflussaufteilung durch die Trennwand gehenden, gemischten Wasserflusses zu erzielen, gleichzeitig

70, welche der Stellarmlage gemäss Fig. 18 und einer Strecke B in kann eine Kontrolle unnötiger Übertemperaturen erfolgen, z.B.

Fig. 20 entsprechen kann. durch Verzögerungssensoren in der Rückleitung.

Fig. 20 zeigt die gesamte Ventilorganperipherie, und welche Eine weitere wertvolle Möglichkeit ist, dass man mehrere Lagen die Trennwand 70 in relativ weiten Grenzen einnehmen 50 verschiedene Mediumtemperaturen in verschiedenen Ausläufen kann. Eine Teilstrecke A entspricht minimaler, B mittlerer und C durch eine einzige Regelbewegung erzielen kann, gleichzeitig maximaler Ausgangstemperatur. Mischungen oder Einstellun- wie man die Kosten von Verteilerstücken sowie weiteren Tempegen dazwischen sind stufenlos. raturregelungen in davon ausgehenden Zweigleitungen spart.

Fig. 21 entspricht Fig. 20, abgesehen von der Ausführung der Der Gegendruck im System ist stets gleich gross, unabhängig von

Trennwand 70, die hier ein treppenstufenähnliches Aussehen hat 55 der Ventilorganlage im Verhältnis zur Regulieröffnung 72, d. h.

mit entsprechenden Temperaturkurven zur Folge. die totale regulierte Wassermenge ist stets die gleiche, was

Gemäss Fig. 22 und 23 existiert ein peripher geschlossener bedeutet, dass keine Störungen durch Unbalance in einem

Kanal66,dermehrereEntnahmestellenl8fürtemperaturregu- einregulierten Wärmesystem entstehen können.

liertes Wasser erlaubt und Verteilerstücke für verschiedene Die Fig. 29-30 zeigen eine Kombination mit Zusatzausrü-Zweigleitungen ersetzt. Ein weiterer Vorteil hiermit besteht 60 stung, die teils ermöglicht, dass man mit einem Balg 24 mit einer darin, dass jeder Auslauf 18 auf einfache Weise verschiedene gewissen gegebenen Regellänge eines hiervon ausragenden ReTemperaturen liefern kann, falls erwünscht, und dies mit einer gelzapfens 105 die Möglichkeit hat, die auf die Steuerachse 20 einzigen Regelbewegung, beispielsweise der Steuereinheit 19, und somit das Ventilorgan 9 übertragene Regellänge von bei-um verschiedene Zonen zu bedienen, wo unterschiedliche Tem- spielsweise etwa 4 mm in Lage b auf etwa 2 mm gemäss Lage c peraturbedürfnisse vorliegen. fi5 herabzusetzen, oder zu verdoppeln auf etwa 8 mm gemäss Lage Das Gehäuse 1 kann aus billigem Material hergestellt sein, z. a; teils dass man mit Hilfe einer in die Steuerachse eingesetzten B. Gusseisen kombiniert mit einem Einsatz 87 anderer Materia- und deren Regellänge beeinflussenden Heizspule 110 beispiels-lien mit erforderlicher Präzision. weise eine Nachtabsenkung der Temperatur leicht durchführen

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kann, durch Steuerung der Heizspule über eine Zeituhr.

Auf der Seite der Steuereinheit 19 ragt vom Gehäuse 1 ein Haltestück 102 ab, das durch eine Arretierschraube 101 in einer Gewindebohrung 100 verankert ist. Bei 103 ist ein Ende einer Zunge 104 mit dem Haltestück gelenkig verbunden. Die Zunge besitzt eine Breite und Länge, um einen Kreisbogen 109 einzu-schliessen, der vom Zapfen 105 (Fig. 30) beschrieben wird, so dass dieser Zapfen im Bereich zwischen zwei Anschlägen 108 des Gehäuses für eine Z-förmige Konsole 106 stets Kontakt mit der Zunge hat. Eine Arretierschraube 107 (Fig. 30) ist Zentrum für den Bogen 109 und arretiert den Ansatz der Konsole 106 gegenüber dem Gehäuse in gewünschter Lage. Dies ergibt grosse zusätzliche Reguliermöglichkeiten. Um die Anpassung beim Einjustieren noch zu vergrössern, ist die Steuereinheit 19 mit einem Aussengewinde 22 versehen. Die verschiedenen Regellängen der Steuerachse 20 über den Zapfen 105 werden durch die Abstände a, b und c an der Spitze der beweglichen Zunge 104 sowie durch entsprechende Lagen a, b und c des Zapfens 105 gegenüber der Zunge 104 illustriert.

Bei Temperaturabsenkung durch eine Heizspule 110 erhält deren Wicklung 111 Strom, beispielsweise über eine Zeituhr (nicht gezeigt) von den Leitungen 115, um beispielsweise 60° C zu ergeben. Diese Wärme weitet einen eingeschlossenen Sensor 112 um eine gewisse kalibrierte Länge. Ein von diesem Sensor abragender Regelzapfen 113 liegt an der Zunge 104 an, die ihrerseits vom Balg 24 über den Regelzapfen 105 in Lage gehalten wird. Die Verschiebung wird über einen Anschlag 114 vom Sensor 112 auf einen Anschlag 20a der Steuer achse 20 übertragen. Ein Kontakthalten geschieht mit Hilfe der Druckfeder 24a, die teilweise in einer Ausbohrung 99 des Endpfropfens 33 angeordnet ist. Eine Rückstellfeder 82 erübrigt sich hier. Das Ventilorgan 9 kann somit zum Drosseln oder Schliessen des Heisswasserflusses beeinflusst werden. Eine Temperatursenkung von etwa 20° C des ausgehenden Wassers ist geeignet, um bei ±0°C Aussentemperatur ein Senken der Raumtemperatur von 2° C während der Nacht zu bewirken. Zu einem geeigneten Zeitpunkt wird dann der Strom zur Heizspule 110 unterbrochen und im Laufe des Abkühlens des Sensors 112 geht das System allmählich zur «Tagestemperatur» zurück, ohne dass irgendwelche zusätzliche Mittel oder Massnahmen erforderlich sind, im Gegensatz zu konventionellen Systemen mit Nachtabsenkung. Eine weitere Variante der Nachtabsenkung besteht darin, dass der Innenthermostat 43 gemäss Fig. 1 mit einer geeigneten kalibrierten Heizspule versehen wird, um so den Balg 24 über das Kapillarrohr 23 direkt zu beeinflussen. Die Nachtabsenkvorrichtung 110-112 kann auch in der Steuereinheit 19 angeordnet sein, zwischen dem Zapfen 27 und dem Balg 24 (Fig. 2). Natürlich kann der Balg 24 selbst mit einer Heizspule 110 versehen sein, um die gleiche Wirkung zu ergeben. Der Effekt zu 110-112 kann auch durch Potentiometer innerhalb von beispielsweise 0-+30° C gemäss Skala gewählt werden.

Fig. 31-32 zeigen eine Ausführungsform, wo die Regellänge der Steuerachse 20 dadurch beeinflussbar ist, dass die Steuereinheit 19 über einen länglichen Schlitz 119 verschiebbar ist, der im Oberbereich eines im Querschnitt beispielsweise vierkantigen, hohlen Halters 118 angeordnet ist, welcher seinerseits auf dem Gehäuse 1 durch eine Schraube 101 arretiert ist.

Die Zunge 104 ist auf einem Splint 129 gelagert, der in Löcher 128 des Halters 118 eingepresst ist und seitlich durch Distanzrohre 121 geführt ist. Diese Komponenten bilden hier ein Scharnier 103.

Der Schlitz 119 wird von seinen Enden als Anschläge 108 begrenzt. Zum Fortbewegen der Steuereinheit 19 wird ein Arretierring 116 gelockert, der ein Gewinde entsprechend der Bohrung 22 besitzt. Auf der Unterseite des Halters befindet sich eine rechteckförmige Scheibe 117, die mit entsprechendem Gewinde versehen ist und in Längsrichtung des Schlitzes 119 zwischen den Halterwandungen läuft. In gewünschter Lage im Schlitz und bei gewünschter Höhenlage des Zapfens 105 gegenüber der Zunge

104 wird der Ring 116 gegenüber dem Halter 118 mit der Scheibe 117 als Gegenstück in Kontakt damit angezogen. 120 ist ein Loch im Halter für die Steuerachse 20, die hier über das Ventilorgan ihre Rücklaufbewegung durch die Rückstellfe -er 82 (i ;• sR gezeigt) gesichert hat.

In der einen Wand des Halters 118 ist ein Grenzlagenschlitz 126 angeordnet, der von seinen Enden als Anschläge 127 begrenzt wird. In diesem Schlitz ist heb- und senkbar ein Grenzlagenbolzen 122 angeordnet, dessen im Halter befindlicher Teil im Durchmesser grösser ist als die Weite des Schlitzes 126, und der so lang ist, dass er die Zunge 104 in jeder Lage übergreift.

Der äussere Teil 123 des Bolzens 122 zeigt ein Gewinde und ist mit einer Scheibe 124 sowie einer Arretiermutter 125 versehen. Dadurch, dass derBolzen 122z. B. die Maximaltemperatur in jeder Lage der Steuereinheit 19 beeinflussen kann, kann man beispielsweise den Rückgang der Zunge 104 begrenzen oder verhindern und damit die ausgehende Wassertemperatur auf ein geeignetes Niveau begrenzen und Übertemperaturen wirksam verhindern sowie eine gewisse Maximalentnahme beschränken und den Kalt- oder Heisswasserfluss durch den Bolzen 122 in der betreffenden Endlage völlig absperren. Ein anderer Vorteil besteht darin, dass bei Fehlern in denTeilen 24-23-42-43 eine reine manuelle Einstellung vorgenommen werden kann. Die Regelmöglichkeiten sind die gleichen wie Fig. 29, abgesehen von der Nachtabsenkung, die natürlich auch hier vorgesehen sein kann. Alle einstellbaren Teile können mit nicht gezeigten Skalen versehen sein.

Gemäss Fig. 33-34 ist die Regellänge der Steuerachse 20 negativ beeinflussbar, d. h. von beispielsweise 4 mm auf 2 mm. Der Halter 118 beherbergt alle Teile zur Regelung in einer Richtung. Die hier gezeigte Arbeitsweise ist etwas anders, indem eine Einstellfahne 133 mit ihrer Spitze 134 unter die Zunge 104 stufenlos verschoben werden kann. Dies geschieht mit Hilfe eines Hebels 131, dessen eines Ende in der Halterwand bei 135 gelenkig gelagert ist, und der etwa in der Mitte mit der Fahne 133 bei 132 gelenkig verbunden ist. Der Hebel 131 kann über den Schlitz 119 zwischen den Endlagen 108 bewegt werden. In einer Lage gemäss Fig. 33 wird die maximale Regellänge des Balges 24 und Zapfens 105 ausgenutzt, während die strichpunktierten Teile 136 eine minimale Regellänge zeigen, d. h. die Spitze 134 presst die Zunge 104 mit dem benachbarten Steuerachsenende als Stütze nach oben und die Zunge 104 hebt ihrerseits den Zapfen

105 an, so dass die Teile 20 und 105 voneinander distanziert werden. 130 bezeichnet ein Befestigungsauge zum Festsetzen des Halters am Gehäuse.

Da die Steuereinheit 19 in der Höhenlage einstellbar ist, besitzt sie eine Justiervorrichtung 25-26-27 gemäss Fig. 2. Die Einstellung lässt sich mit einfachen Mitteln positiv gestalten, d. h. um die Regellänge der Steuerachse von beispielsweise 4 auf 8 mm zu steigern, wobei die Teile 19 und 20 im Prinzip gegeneinander ausgetauscht werden.

Der Balg 24 kann in gewissen Fällen mit einem besonderen Anschlag zusammenwirken (nicht gezeigt) und die Teile 110-112 können insofern mit kalibriertem Gewinde justiert werden, um Ausschläge zwischen z. B. 0+30° C gemäss Skala zu geben, abhängig von der gewünschten Nachtabsenkung.

Für Fig. 29-34gilt, dass sie ermöglichen, dass auch ein so verhältnismässig einfaches Reguliersystem wie Steuerung mit einem ausschliesslich linear wirkenden Sensor eine Vielzahl von Regulierkombinationen ermöglichen kann, die neben der gezeigten Nachtabsenkung mit konventionellen Systemen mit ähnlichen Möglichkeiten vergleichbar sind.

Durch ihre einfache Konzeption sind die gezeigten und beschriebenen Ausführungen der erfindungsgemässen Vorrichtung billig herzustellen und erfüllen gleichzeitig sehr hohe Anforderungen an Sicherheit und Anpassungsfähigkeit. Mehrjährige praktische Teste haben dies erwiesen.

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5 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE organ (9) aufnehmenden Kammer (32) ein Sensor (75) mit verzögerndem Verhalten eingesetzt ist und einen Zwischenteil

1. Vorrichtungzur Regulierung der Wassertemperatur einer der Steuerachse (20) bildet (Fig. 1. 16).

Zentralheizungsanlage, mit einem temperaturabhängig arbeiten- 11. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, den Mischventil, dessen Gehäuse (1) einen ersten Einlauf (2) für 5 dass mehrere Ausläufe (18) und ein das Ventilrgan (9 ; umge-Wasser einer ersten Temperatur, einen zweiten Einlauf (5) für bender zylindrischer Einsatz (87) mit Öffnungen (72) vorhanden Wasser einer zweiten Wassertemperatur und mindestens einen sind, die unterschiedlich ausgebildet oder angeordnet sind gegen-Auslauf (18) für das Mischwasser aufweist, im Innern des Gehäu- über jedem Auslauf (18), um unterschiedliche Ausgangstempe-ses ein bewegliches Ventilorgan (9) vorhanden ist, um den raturen zu erhalten, und dass in wenigstens einen Auslauf (18)

Durchflussquerschnitt der Mündungen des ersten und zweiten 1° ein temperaturverändernder Auslaufeinsatz (92) eingesetzt ist, Einlaufes zu verändern zur Regulierung der Temperatur des um in dem einen Auslauf (18) gegen die Aussenperipherie des

Mischwassers, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilorgan (9) Einsatzes (87) eingepresst werden zu können und in Lage

über eine Steuerachse (20) unter dem Einfluss von mindestens gehalten zu werden, vorzugsweise dadurch, dass ein asymmetri-zwei Regulierorganen (24,25,75,78,106,112,133) steht, von scher Aussen teil (96) des Auslaufeinsatzes eingedrückt wird, um denen ein erstes Regulierorgan (25,78,106,133)vonHand 15 eine Verdrängungsaushöhlung (95) des Auslaufeinsatzes auszu-verstellbar ist, zur Einstellung einer Grundstellung des Ventilor- füllen (Fig. 22-25).

ganes (9), und ein zweites Regulierorgan (24,75,112) ein 12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

temperaturempfindliches Element enthält, das durch Tempera- dass die Steuerachse (20) geteilt ausgeführt ist, und dass zwischen turänderungen verstellbar ist. den so gebildeten Steuerachsenteilen eine Heizspule (110) und
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 20 ein Sensor (112) mit Längenvariationsvermögen und/oder eine dass die Mündungen (4,6) der Einläufe (2 bzw. 5) unterschied- Zunge (104) eingesetzt ist, die mit dem Gehäuse (1) gelenkig lieh ausgebildet sind, und dass das Ventilorgan (9) über eine Lage verbunden und in wenigstens einer Richtung beeinflussbar ist, hinaus bewegbar ist, in der die eine Mündung (6) bereits völlig um eine vorbestimmbare Maximal- bzw. Minimallage zu errei-abgesperrt ist, während die andere Mündung (4) in ihrem chen, und dass die beweglichen Steuerachsenteile zueinander Durchflussquerschnitt veränderbar ist (Fig. 2). 25 verschiebbar sind, mit der in einer zu den Steuerachsenteilen
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- querliegenden Ebene angeordneten Zunge (104) als zwischenlie-net, dass die Mündungen (4,6) nebeneinander liegen und durch gendes Element, wobei eine die Steuereinheit (19) tragende,

eine als Teil des Gehäuses (1) ausgebildete Trennwand (3) gegenüber dem Gehäuse und der Zunge bewegliche Konsole voneinander getrennt sind (Fig. 2). (106) schwenkbar am Gehäuse angeordnet ist, oder ein die
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch 30 Steuereinheit (19) tragender Halter (118) mit einem länglichen gekennzeichnet, dass benachbarte gerade Kanten der Mündun- Führungsschlitz (119) versehen ist, entlang welchem die Steuergen (4, 6) der Einläufe (2, 5) schräg zueinander liegen (Fig. 4). einheit (19) mit ihrem Steuerachsenteil in Form eines Regelzap-
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch fens (105) verschiebbar ist, wobei ein in einen Schlitz (126) gekennzeichnet, dass das Ventilorgan (9) zum Erhalt einer hineinragender im Halter (118) angeordneter Bolzen (122) dazu gewünschten Regelcharakteristik eine kurvenförmige Ausspa- 35 vorgesehen ist, die Maximal- bzw. Minimallage festzulegen,

rung (30) aufweist (Fig. 5). woneben die Steuereinheit mitihrem Regelzapfen (105) vorzugs-
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, weise in der Richtung ihrer Längsachse justierbar ist, beispiels-dass eine im wesentlichen zylindrische Kammer (32) vorhanden weise durch Ausstattung der Steuereinheit mit einem Aussengeist, in welcher das scheibenförmige Ventilorgan (9) axial beweg- winde (22), das in eine Gewindebohrung in der Konsole (106)

lieh geführt ist, und eine zwischen den Mündungen (4,6) 40 bzw. im Halter (118) passt, und dass ein Innenthermostat (43) mit befindliche Trennwand (3) auf der zu den Einläufen (2,5) einer Heizspule versehen ist, um dadurch die Steuereinheit (19)

abgewandten Seite der Kammer (32) angeordnet ist (Fig. 6-8). mit einem Balg (24) über ein Kapillarrohr (23) zu beeinflussen,
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, oder ein Heizorgan in der Steuereinheit (19) angeordnet ist,

dass eine im wesentlichen zylindrische Kammer (32) vorhanden vorzugsweise zwischen einer Einstellschraube (25) und dem Balg ist, in welcher das scheibenförmige, mit Ausnehmungen (68) 45 (24), oder der Balg von einer Heizdrahtwicklung umschlossen ist, versehene Ventilorgan (9) um die Kammerachse drehbar und/ wobei eventuell ein Potentiometer an diese Heizdrahtwicklung oder axial beweglich angeordnet ist, und auf der zu den Einläufen angeschlossen ist, oder dass eine Einstellfahne (133) mit ihrer (2,5) abgewandten Seite der Kammer (32) eine einzige Regulier- Spitze (134) unter die Zunge (104) stufenlos verschiebbar ist, Öffnung (72) vorhanden ist (Fig. 9-11). vorzugsweise mit Hilfe eines Hebels (131), dessen eines Ende im
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 50 Halter angelenkt ist und der etwa in der Mitte mit der Einstellfah-dass eine teilweise zylindrische Kammer (32) vorhanden ist, in ne (133) gelenkig verbunden ist und der entlang einem Führungsweiche das scheibenförmige Ventilorgan (9) axial beweglich spalt im Halter zwischen Anschlägen (108) bewegbar ist, wobei geführt ist, auf der zu den Einläufen (2,5) abgewandten Seite der einer der Steuerachsenteile gegen die Zunge und der andere Kammer (32) eine Regulieröffnung (72) vorhanden ist, die Steuerachsenteil gegen die Einstellfahne (133) anliegt und die Kammer (32) auf der einen Regulieröffnungsseite einen kreisför- 55 Einstellfahne und die Zunge gegeneinander flach oder im Winkel migen Ansatz (73) aufweist, gegen den die Stirnfläche (74) des anliegen, um auf diese Weise ein variables Distanzmittel für die Ventilorganes (9) anliegt, eine Trennwand (70) im Ventilorgan Steuerachsenteile zu bilden (Fig. 29-34).

(9) in Axialrichtung asymmetrisch angeordnet ist und eine ringförmige Ausnehmung (68) auf der dem Ansatz (73) zugewandten

Seite des Ventilorgans (9) vorhanden ist (Fig. 15). 60 Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Ober-
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, begriff des Anspruches 1 näher umrissenen Art.

dass das Ventilorgan (9) auf der Auslaufseite mindestens teilwei- Bisher bekannte Mischventile von Vorrichtungen zur Regulie-se von einem Kanal (66) umgeben ist (Fig. 10, 17). rung der Wassertemperatur, beispielsweise eines Heizkessels,
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, mit linearer Regelcharakteristik zeigen den grossen Nachteil, dass die Steuerachse (20) von einem Aussenthermostat (42) und/ 65 dass der regulierende, d. h. bewegliche Teil relativ lange Bewe-oder einem Innenthermostat (43) beeinflussbar ist, auf der gungen auszuführen hat, um beispielsweise eine in einem oftmals Steuerachse (20) ein radial abragender, mit dieser drehfest kurzen Zeitraum konstante Heisswasserentnahme auszuglei-verbundener Stellarm (78) vorhanden ist und in einer das Ventil- chen. Solche Mischventile sind oft sehr teuer, kompliziert und

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mit elektrischen Anschlüssen versehen, was bereits wartungs-mässig bedeutende Kosten hervorruft. Die Schwankungen in der Temperatur des ausfliessenden Wassers belaufen sich trotzdem auf 5-15° C.