CH672672A5

CH672672A5 -

Info

Publication number: CH672672A5
Application number: CH4752/86A
Authority: CH
Inventors: Herbert Haas; Wolfgang Mattiske; Heinz-Peter Friedrich
Original assignee: Vaillant Gmbh
Priority date: 1985-12-10
Filing date: 1986-11-28
Publication date: 1989-12-15
Also published as: FR2591320B1; GB2184815A; BE905878A; GB8629319D0; IT8622620A0; IT1199726B; FR2591320A1; DE3641317C2; IT8622620A1; GB2184815B; NL8603116A; DE3641317A1

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wasserschalter gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs. The present invention relates to a water switch according to the preamble of the independent claim.

Eine solche Konstruktion ist bereits vorgeschlagen worden, wobei der verstellbare Anschlag als Wassertemperaturwähler ausgestaltet ist, der auf die den Ventilkörper beherrschende Feder einwirkt. Durch Verstellen der Temperaturwählerspindel ist es damit möglich, die auf den Ventilkörper wirkende Federkraft zu beeinflussen. Sowie an der Venturidüse eine Druckdifferenz auftritt, deren zugehörige Kraft grösser als die eingestellte Federkraft ist, öffnet das Ventil. Die Folge hiervon ist das Ansprechen des Gerätes und damit die Heizenergiefreigabe, wobei der Ansprechdruck und der Ansprechwasserdurchsatz variabel und verstellbar sind, was aber nicht gewünscht wird. Such a construction has already been proposed, the adjustable stop being designed as a water temperature selector, which acts on the spring controlling the valve body. By adjusting the temperature selector spindle it is possible to influence the spring force acting on the valve body. As soon as a pressure difference occurs at the Venturi nozzle, the associated force of which is greater than the set spring force, the valve opens. The consequence of this is the response of the device and thus the heating energy release, the response pressure and the response water flow rate being variable and adjustable, but this is not desired.

Der vorliegenden Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, das Anspringen des Wasserheizers zu erleichtern und bereits bei niedrigen Durchsätzen erfolgen zu lassen, wobei das Anspringen unabhängig vom schlussendlich gewünschten Zapfwasserdurchsatz sein soll, das heisst, nicht von dem gewünschten Zapfwasserdurchsatz beeinflusst ist. The present invention is therefore based on the object of facilitating the starting of the water heater and allowing it to take place even at low throughputs, the starting being to be independent of the ultimately desired tap water throughput, that is to say is not influenced by the desired tap water throughput.

Die Lösung der Aufgabe liegt erfindungsgemäss in den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs. According to the invention, the object is achieved in the characterizing features of the independent patent claim.

Die Lösung der Aufgabe liegt darin, dass der Anschlag eine Begrenzung für die maximale Öffnung des Ventils bildet. Durch diese Ausgestaltung ist sichergestellt, dass das Ventil aufgrund der Federwirkung zunächst immer geschlossen ist und erst dann öffnet, wenn sich aufgrund des Durchströmens der Venturidüse eine so grosse Druckdifferenz bildet, dass diese, die auf das parallelgeschaltete Ventil wirkt, dieses entgegen der Federwirkung zum Öffnen bringt. Da die Feder unbeeinflusst ist, ist die Öffnungsdruckschwelle für das Bypassventil immer die gleiche. Da der Anschlag lediglich den maximalen Öffnungsgrad des Ventils beeinflusst, ist der Durchsatz im Bypass zur Venturi auf ein einstellbares s Maximum begrenzt, ohne dass dies einen Einfluss auf die Anspringcharakteristik hat. The solution to the problem is that the stop forms a limit for the maximum opening of the valve. This configuration ensures that the valve is always initially closed due to the spring action and only opens when a pressure difference is created that is so great due to the flow through the Venturi nozzle that it acts on the parallel-connected valve to open it in opposition to the spring action brings. Since the spring is unaffected, the opening pressure threshold for the bypass valve is always the same. Since the stop only influences the maximum degree of opening of the valve, the throughput in the bypass to the venturi is limited to an adjustable maximum, without this having an influence on the light-off characteristic.

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der Beschreibung, die ein Ausführungs-lo beispiel der Erfindung anhand der Figuren 1 und 2 der Zeichnung näher erläutert. Further refinements and particularly advantageous developments of the invention result from the remaining claims and the description which explains an embodiment example of the invention with reference to Figures 1 and 2 of the drawing.

Es zeigen Show it

Figur 1 eine Prinzipdarstellung der Erfindung und 15 Figur 2 eine besonders vorteilhafte konstruktive Durchgestaltung. 1 shows a schematic diagram of the invention and FIG. 2 shows a particularly advantageous design.

In beiden Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils gleiche Einzelheiten. In both figures, the same reference numerals denote the same details.

20 Bei dem in Figur 1 dargestellten Wasserheizer handelt es sich um einen Umlaufwasserheizer, bei dem ein nicht dargestellter Primärwärmetauscher von einem Gasbrenner beheizt ist, wobei dieser Primärwärmetauscher sein Wasser je nach der Stellung eines nicht dargestellten 3-Wege-2s Umschaltventils entweder auf einen nicht dargestellten Heizungskreis oder auf einen Brauchwasserwärmetauscher 1 abgibt, und zwar über Zuführungsleitungen 2 und 3, die im Inneren des Wärmetauschers 1 über eine Wärmetauscher-Rohrschlange 4 miteinander verbunden sind. 30 Der Wärmetauscher 1 könnte auch bei einem unmittelbar wirkenden Brauchwasserheizer als Primärwärmetauscher ausgebildet sein, der unmittelbar von einem Gasbrenner beheizt ist. Die Beheizung wäre ebensogut von einem Ölbrenner möglich oder auch von elektrischen Widerstands-35 wendein. Zur Einschaltung entweder des Gas- oder Ölbren-ners beziehungsweise des elektrischen Stroms bei einem direkt wirkenden Wasserheizer ist eine Stellspindel 5 vorgesehen, die entweder ein Gas- oder Ölventil oder einen elektrischen Schalter betätigt. Die Stellspindel 5 durchragt ein 40 Gehäuse 6 eines Wasserschalters 7, das einen Zapfwasserein-lass 8 und einen Zapfwasserauslass 9 aufweist. Der Zapfwas-sereinlass 8 ist mit dem speisenden Kaltwassernetz verbunden, der Zapfwasserauslass 9 mit einer Zapfleitung 10, die den Wärmetauscher 1 durchsetzt und die an ihrem Ende 45 von einem oder mehreren Zapfventilen 11 beherrscht ist. Im Gehäuse 6 des Wasserschalters ist eine Membran 12 druckdicht längs ihres Randes 13 eingespannt, so dass sich eine erste Druckkammer 14 und eine zweite Druckkammer 15 bilden, die von der Membran getrennt sind, wobei die Druck-50 kammer 15 druckmässig dem Einlass 8 zugeordnet ist. Zwischen Einlass 8 und Druckkammer 15 ist ein Stellglied eines Wasserdurchsatzreglers in Form eines Kolbens 16 vorgeschaltet, der zusammen mit einer Bohrung 17 einen Drosselspalt bildet. Der Kolben 16 steht unter der Wirkung einer ss sich gegenüber dem Gehäuse 6 abstützenden Druckfeder 18, die das Bestreben hat, die Kolben 16 gegen den Rand der Bohrung 17 zu drücken. Zwischen dem Ausgang 9 und der Druckkammer 15 ist eine Venturidüse 19 angeordnet, an deren Engstelle eine Leitung 20 angeschlossen ist, die die «o Engstelle mit der Druckkammer 14 verbindet. Weiterhin ist ein die Venturidüse 19 überbrückendes Ventil vorgesehen, das aus einem Ventilsitz 21 und einem Ventilkörper 22 besteht, wobei letzterer unter der Rückstellwirkung einer Druckfeder 23 steht, die sich gegenüber dem Gehäuse 65 abstützt. Der maximale Öffnungsgrad des Ventils 21/22 ist durch einen verstellbaren Anschlag 24 bestimmt, der von einer Handhabe 25 bewegbar ist und so positioniert ist, dass sein der Handhabe 25 abgewandtes Ende 29 mit der dem Ven- 20 The water heater shown in Figure 1 is a circulating water heater in which a primary heat exchanger, not shown, is heated by a gas burner, this primary heat exchanger depending on the position of a 3-way 2s switching valve, not shown, either on a not shown Heating circuit or on a domestic water heat exchanger 1, namely via supply lines 2 and 3, which are connected to one another in the interior of the heat exchanger 1 via a coil tube 4. 30 The heat exchanger 1 could also be designed as a primary heat exchanger in a directly acting domestic water heater, which is directly heated by a gas burner. Heating would also be possible with an oil burner or with electrical resistance. To switch on either the gas or oil burner or the electrical current in a direct-acting water heater, an adjusting spindle 5 is provided which actuates either a gas or oil valve or an electrical switch. The adjusting spindle 5 projects through a housing 6 of a water switch 7 which has a tap water inlet 8 and a tap water outlet 9. The tap water inlet 8 is connected to the supplying cold water network, the tap water outlet 9 with a tap line 10 which passes through the heat exchanger 1 and which is controlled at its end 45 by one or more tap valves 11. In the housing 6 of the water switch, a membrane 12 is clamped pressure-tight along its edge 13, so that a first pressure chamber 14 and a second pressure chamber 15 are formed, which are separated from the membrane, the pressure chamber 50 being assigned to the inlet 8 in terms of pressure . Between the inlet 8 and the pressure chamber 15 there is an actuator of a water flow regulator in the form of a piston 16 which, together with a bore 17, forms a throttle gap. The piston 16 is under the action of a pressure spring 18 which is supported against the housing 6 and which tends to press the piston 16 against the edge of the bore 17. Between the outlet 9 and the pressure chamber 15, a Venturi nozzle 19 is arranged, at the narrow end of which a line 20 is connected, which connects the narrow point to the pressure chamber 14. Furthermore, a valve bridging the Venturi nozzle 19 is provided, which consists of a valve seat 21 and a valve body 22, the latter being under the restoring action of a compression spring 23 which is supported with respect to the housing 65. The maximum degree of opening of the valve 21/22 is determined by an adjustable stop 24, which can be moved by a handle 25 and is positioned such that its end 29 facing away from the handle 25 is aligned with the valve.

tilsitz 21 abgewandten Seite des Ventilkörpers 22 zugewandt ist. tilsitz 21 facing away from the valve body 22.

In der Druckkammer 14 ist die Membran mit einem Membranteller 26 versehen, der seinerseits die Stellspindel 5 gegen die Wirkung einer Rückstellfeder 27 trägt. Die Kraft der Feder 27 ist grösser als die der Feder 18, so dass in der in der Figur 1 dargestellten Ruhelage der zwischen dem Stellkörper 16 und der Bohrung 17 herrschende Drosselquerschnitt weitgehend geöffnet ist, wenn das Zapfventil 11 geschlossen ist. In the pressure chamber 14, the membrane is provided with a membrane plate 26, which in turn carries the adjusting spindle 5 against the action of a return spring 27. The force of the spring 27 is greater than that of the spring 18, so that in the rest position shown in FIG. 1, the throttle cross section prevailing between the actuating body 16 and the bore 17 is largely open when the nozzle 11 is closed.

Die Funktion der in der Figur 1 dargestellten Ausführung ist folgende: The function of the embodiment shown in Figure 1 is as follows:

Wird das Zapfventil 11 geöffnet, so resultiert ein Wasserdurchsatz aus der Leitung 8 über den offenen Drosselquerschnitt 16/17 und die Druckkammer 15 durch die Venturi 19, die Leitung 9 den Wärmetauscher 1 und die Zapfleitung 10. Da das Ventil 21/22 geschlossen ist, muss im Moment des Zapfbeginns der gesamte Wasserdurchsatz durch die Venturidüse 19 erfolgen. Das bedingt einen schnellen Druckanstieg in der Druckkammer 15 und einen starken Druckabfall in der Druckkammer 14 über die Saugwirkung der Venturi, mit der die Druckkammer 14 über die Leitung 20 entleert wird. Das bedeutet, dass entgegen der Rückstellkraft der Feder 27 die Membran und damit die Stellspindel 5 nach oben angehoben werden. Das Anheben der Stellspindel 5 bewirkt ein Umschalten des 3-Wege-Umschaltventils, so dass heisses Wasser aus dem Primärwärmetauscher des Umlauf wasserheizers über die Leitungen 2 und 3 zur Rohrschlange 4 geführt wird und dort das fliessende Zapfwasser aufheizt. In der alternativen Ausgestaltungsform wird durch die Stellspindel 5 Gas oder Öl zu einem Brenner freigegeben, der direkt den Wärmetauscher 1 beheizt, beziehungsweise es wird ein Mikroschalter betätigt, der elektrischen Strom in den Heizwendeln des Wärmetauschers 1 fliessen lässt. If the nozzle 11 is opened, a water throughput results from the line 8 via the open throttle cross section 16/17 and the pressure chamber 15 through the venturi 19, the line 9, the heat exchanger 1 and the nozzle 10. Since the valve 21/22 is closed, the entire water throughput through the Venturi nozzle 19 must take place at the moment of the start of the tap. This causes a rapid increase in pressure in the pressure chamber 15 and a sharp drop in pressure in the pressure chamber 14 via the suction effect of the venturi with which the pressure chamber 14 is emptied via the line 20. This means that against the restoring force of the spring 27, the membrane and thus the adjusting spindle 5 are raised upwards. Raising the adjusting spindle 5 causes the 3-way changeover valve to switch, so that hot water from the primary heat exchanger of the circulation water heater is led via lines 2 and 3 to the pipe coil 4, where it heats up the flowing tap water. In the alternative embodiment, gas or oil is released to a burner by the adjusting spindle 5, which heats the heat exchanger 1 directly, or a microswitch is actuated which allows electrical current to flow in the heating coils of the heat exchanger 1.

In dem Augenblick, in dem ein bestimmter Wasserdurch-satz durch die Venturidüse 19 erfolgt, ergibt sich hier ein bestimmter Druckabfall, der auch auf dem Ventilkörper 22 lastet, und zwar in Öffnungsrichtung gegen die Rückstellkraft der Feder 23. Nach Massgabe der Rückstellkraft dieser Feder entfernt sich der Ventilkörper 22 vom Sitz 21, so dass ein zur Venturidüse beigepasster Wasserdurchsatz erfolgt. Dieser Wasserdurchsatz ist auch geregelt, da er ja dem Ein-fluss des Stellkolbens 16 unterliegt. Der maximale Wasserdurchsatz ist bestimmt durch den Abstand 28, mit dem das Ende 29 vom Ventilkörper 22 steht. Es ist kein grösserer Durchlassquerschnitt möglich, wenn der Ventilkörper an das Ende zur Anlage kommt. At the moment when a certain water throughput takes place through the Venturi nozzle 19, there is a certain pressure drop, which also bears on the valve body 22, in the opening direction against the restoring force of the spring 23. Removed according to the restoring force of this spring the valve body 22 moves away from the seat 21, so that there is a water throughput which is matched to the Venturi nozzle. This water throughput is also regulated, since it is subject to the influence of the adjusting piston 16. The maximum water throughput is determined by the distance 28 with which the end 29 stands from the valve body 22. A larger passage cross-section is not possible if the valve body comes to rest at the end.

Da die Feder 23 von dem Anschlag 24 nicht beeinflusst wird öffnet das Ventil 21/22 abhängig vom Öffnungsgrad des Zapfventils immer bei dem gleichen Druckabfall an der Venturidüse. Damit wird die Anspringcharakteristik des Gerätes nicht beeinflusst. Since the spring 23 is not influenced by the stop 24, the valve 21/22 always opens with the same pressure drop at the Venturi nozzle depending on the degree of opening of the nozzle. This does not affect the starting characteristics of the device.

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Die Figur 2 zeigt eine mögliche Ausführungsform. Im Gehäuse 6 des Wasserschalters ist eine Stufenbohrung 30 vorgesehen, in die eine Baugruppe 31 insgesamt eingeschraubt ist. Die Baugruppe weist eine Hülse 32 auf, die ein Aussengewinde 33 besitzt, mit dem sie in ein Innengewinde der Stufenbohrung eingeschraubt ist. Ein O-Ring 34 besorgt die Dichtung zwischen Stufenbohrung und Hülse. Die Hülse weist einen Innenraum 36 auf, in dem eine Stellwelle 37 über eine Gewindeverbindung 38 axial verschiebbar gelagert ist. Sie ist mit der Handhabe 25 starr verbunden. Die Stellwelle 37 weist auf ihrer der Handhabe 25 abgewandten Seite einen Hohlraum 39 auf, der von einer Hinterschneidung 40 begrenzt ist. Die Hinterschneidung definiert das Ende 29 des Anschlags 24, wobei der Anschlag von der Stellwelle 37 verkörpert wird. Der Ventilkörper 22 ist fest mit einer Stange 41 verbunden, die an ihrer dem Ventilkörper 22 abgewandten Seite einen Kopf 42 aufweist, der im Hohlraum 39 gelagert ist. Der Kopf 42 ist so ausgebildet, dass er nach Einschnappen hinter die Hinterschneidung 40 durch Eindrücken von aussen unverlierbar mit der Stellwelle 37 verbunden ist. Gegen den Kopf 42 stützt sich die Druckfeder 23, die sich auf der anderen Seite gegen den Ventilsitz abstützt, der hier als Ventilsitzeinsatz gestaltet ist. Die Druckfeder 23 ist somit auch innerhalb der Stellwelle teilweise gelagert. Figure 2 shows a possible embodiment. In the housing 6 of the water switch, a stepped bore 30 is provided, into which an assembly 31 is screwed in as a whole. The assembly has a sleeve 32 which has an external thread 33 with which it is screwed into an internal thread of the stepped bore. An O-ring 34 provides the seal between the stepped bore and the sleeve. The sleeve has an interior 36, in which an actuating shaft 37 is axially displaceably mounted via a threaded connection 38. It is rigidly connected to the handle 25. The actuating shaft 37 has on its side facing away from the handle 25 a cavity 39 which is delimited by an undercut 40. The undercut defines the end 29 of the stop 24, the stop being embodied by the actuating shaft 37. The valve body 22 is fixedly connected to a rod 41, which on its side facing away from the valve body 22 has a head 42 which is mounted in the cavity 39. The head 42 is designed such that after snapping behind the undercut 40, it is captively connected to the actuating shaft 37 by being pressed in from the outside. The compression spring 23 is supported against the head 42 and is supported on the other side against the valve seat, which is designed here as a valve seat insert. The compression spring 23 is thus partially supported within the actuating shaft.

Die Funktion der Baugruppe 31 ist folgende: Module 31 functions as follows:

Durch Verdrehen der Handhabe 25 wird die Stellwelle 37 entweder in das Gehäuse hinein- oder aus ihm herausbewegt. Damit ändert die Hinterschneidung 40 beziehungsweise der Anschlag 21 seinen Platz im Gehäuse, und es verringert beziehungsweise vergrössert sich mithin der Abstand 28 zwischen dem Kopf 42 und der Hinterschneidung 40. Die Feder 23 bleibt von dieser Stellbewegung unbeeinflusst, da sie sich ausschliesslich zwischen dem Ventilsitzeinsatz 21 und dem Kopf 42 abstützt und dieser Abstand nicht beeinflussbar ist. Die Feder 23 hat das Bestreben, die Ventilkörper 22 gegen den Sitz 21 zu ziehen. Der Druckabfall an der Ventildüse wird über Bohrungen 43 im Innenraum 44 des Ventilsitzeinsatzes 21 wirksam und damit auf der ihm zugewandten Stirnseite des Ventilkörpers 22, der in Richtung auf den Stellkolben 16 abheben kann, wobei hier die Rückstellfeder 23 gespannt wird. Im Ruhezustand ist jedenfalls das Ventil 21/22 geschlossen, der Öffnungsdruck ist beeinflussbar durch ein Verdrehen des Ventilkörpers 21 bezüglich der Stange 41, da beide durch ein Gewinde miteinander verbunden sind, das aber nach Justage durch einen Klebstoff ungängig gemacht wird. By turning the handle 25, the actuating shaft 37 is either moved into or out of the housing. The undercut 40 or the stop 21 thus changes its place in the housing, and the distance 28 between the head 42 and the undercut 40 thus decreases or increases. The spring 23 remains unaffected by this actuating movement, since it is located exclusively between the valve seat insert 21 and supports the head 42 and this distance cannot be influenced. The spring 23 tends to pull the valve body 22 against the seat 21. The pressure drop at the valve nozzle takes effect via bores 43 in the interior 44 of the valve seat insert 21 and thus on the end face of the valve body 22 which faces it and can lift off in the direction of the actuating piston 16, the return spring 23 being tensioned here. In the idle state, the valve 21/22 is in any case closed, the opening pressure can be influenced by rotating the valve body 21 with respect to the rod 41, since the two are connected to one another by a thread, but this is made unavailable after adjustment by an adhesive.

Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform liegt in der Ausbildung des gesamten Temperaturwählers als einheitliche Baugruppe, die als Ganzes gewechselt werden kann, ohne das weitere Eingriffe in den Wasserschalter notwendig sind. The particular advantage of this embodiment lies in the design of the entire temperature selector as a single assembly, which can be changed as a whole, without further intervention in the water switch being necessary.

3 3rd

s s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

672 672 PATENT CLAIMS

1. Water switch for a water heater heated with gas, oil or electric current, with a housing (6) having a water inlet (8) and a water outlet (9), a first valve controlled by a membrane (12) in the flow path of the water and a Venturi nozzle (19) are arranged, the inlet of which is connected to a pressure chamber (7) on one side of the membrane (12) and the constriction of which is connected to a pressure chamber (14) on the other side of the membrane (12), and wherein the Venturi nozzle is bridged by a second, spring-loaded valve (21/22), the valve body (22) of which is controlled by an adjustable stop (24), characterized in that the stop (24) is a limitation for the maximum opening of the second valve (21 / 22) forms.

2. Water switch according to claim 1, characterized in that the end (29) of the stop (24) is positioned at an adjustable distance (28) from the end of the valve body (22) of the second valve facing away from the valve seat (21).

3. Water switch according to one of claims 1 or 2 with a stepped bore in the second valve, in which a sleeve is received via a threaded connection, characterized in that the sleeve (32) receives an adjusting shaft (37) mounted in an internal thread (34), which can be rotated by a handle (25) and that the actuating shaft has a cavity (39) provided with an undercut (40) in which one end of a pin (41) carrying the valve body (22) together with a spring (23) is stored,

which is supported on a valve seat element (21) mounted on the pin (41).