CN101410771B - 用于将热水抽取设备的换热器与远程供热网相连的阀装置 - Google Patents
用于将热水抽取设备的换热器与远程供热网相连的阀装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种用于将热水抽取设备的换热器(1)与远程供热网相连的阀装置(6)，该阀装置带有初级侧阀(20)，该阀控制载热流体经由该换热器(1)的初级侧(2)的流量；还带有控制压力的次级侧阀(40)，该次级侧阀影响用水经由该换热器(1)的次级侧(3)的流量，其中该初级侧阀(20)可由该次级侧阀(40)操纵。希望能够容易地实现这种阀装置的制造。为此规定，该次级侧阀(40)具有可调的静态开口(44)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于将热水抽取装置的换热器与远程供热网相连接的阀装置，该阀装置带有初级侧阀，该初级侧阀控制载热流体经由该换热器的初级侧的流量；该阀装置还带有压力控制的次级侧阀，该次级侧阀影响用水经由该换热器的次级侧的流量，其中该初级侧阀可由该次级侧阀操纵。
背景技术
由DE 19618093 C2公开了一种这样的阀装置。初级侧阀的阀元件和次级侧阀的阀元件通过操纵杆相互连接。在分流用水时，次级侧阀的出口处压力下降，使得次级侧阀的阀元件移向开启位置。同时，由此也使初级侧阀的阀元件进一步离开其阀座，使得可以根据所抽取的用水的量探测出换热器初级侧相应的热量。
不过，制造这种阀装置的成本相对较高。初级侧阀和次级侧阀必须相对精确地彼此协调一致，从而使得初级侧阀不使过多或过少的载热流体进入换热器初级侧。那样就会使次级侧的用水要么过热要么过冷。因此，在制造时必须遵守相对较小的公差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，简单地实现阀装置的制造。
这一技术问题在本文开头部分所述类型的阀装置由此解决，即，次级侧阀具有可调节的静态开口。
静态开口是在次级侧没有抽取用水时指向次级侧阀的开口。在这种情形下，次级侧阀前后的压力实际上相同。必须有一个小开口，以便利用其进行压力平衡。现在希望可以尽可能精确地调节该静态开口。静态开口的大小确定初级侧阀的响应速度等。响应速度越高，静态开口就越小。如果不存在调节可能性，那么在静态开口较小的情况下，就必须以非常高的精度对零件进行加工。不过因为存在调节可能性，那么次级侧阀的零件就能够以一个降低的精度进行加工。静态开口的大小在制造之后进行调节，例如在为此设计的测试装置中。如果次级侧阀在静态状态下也开启，那么也就不易在低流量速率的情况下阻塞。这是这种阀装置的另一优点。
次级侧阀优选设在壳体的一端。这方便了可调节性。如果该阀设在壳体的端部，那么可以经由壳体对应的端侧接近该阀并调节静态开口。
次级侧阀优选具有设在隔膜上的阀座以及固定的阀元件，该阀元件的位置可相对于隔膜的静态位置可调节。隔膜的静态位置是隔膜两侧压力相等时、或者隔膜由于加载了一个附加力(例如弹簧)而具有预定的压力差时所处的位置。如果，隔膜上的压力关系发生改变，那么隔膜就移动并且使阀座相对于阀元件偏移。阀元件在不受外界作用的情况下在壳体内保持静止，因此流过次级侧阀的流动实际上仅与隔膜上的压力关系有关。不过，可以通过在调节时使阀元件偏移而改变压力和经由次级侧阀的流动之间的关系
阀元件优选设计为锥体。锥体的制造相对简单。在锥体中通过隔膜的运动而产生了对平均截面的超出比例的放大。这降低了次级侧阀的摆动倾角。
阀元件优选以螺纹方式拧在壳体中。这有两个优点。一方面，阀元件和壳体之间的螺纹连接足够稳定，以便能够在运行时承受足够的压力。另一方面，阀元件可以通过在壳体内的转动改变其相对于隔膜的位置，使得可以以一种简单的方式调节。
初级侧阀优选可通过推杆由次级侧阀操纵，该推杆由次级侧阀的可动元件驱动，并且作用于初级侧阀的阀元件上，其中，该推杆如此之短，以至于该推杆在次级侧阀的可动元件的静态状态下与处在初级侧阀的开启状态下的阀元件有一个间距。因此，只要次级侧阀处于静态状态，就可以独立于次级侧阀控制初级侧阀。在次级侧没有抽取用水时总是这种情况。一旦实际上抽取用水，并且次级侧阀开启预定的大小，那么推杆就靠在初级侧阀的阀元件上并用于进一步开启初级侧阀。因此，仅才在需要的情况下才组合初级侧和次级侧的两个阀，以便如此地保证向初级侧充分提供载热流体，即，用水在次级侧得到足够量的加热。
初级侧阀的阀元件优选具有温控驱动器。温控驱动器具有一热量传感器，该热量传感器测定次级侧用水的温度，尤其是在次级侧阀之后的用水的温度。即使没有从次级侧抽取用水，也必须使该处的水保持特定的温度，从而避免用户在分流热的用水时首先遇到冷水。与此相应地，载热流体必须持续地流经换热器的初级侧。该流动由初级侧阀的温控驱动器保证。因此，只要没有抽取用水，初级侧阀就仅仅作为温度控制阀一样地工作，而不受次级侧阀的影响。相反，如果抽取用水，那么初级侧载热流体的量就也取决于所抽取的用水的量。这一量通过次级侧阀的开口在初级侧阀上信号化。
推杆和初级侧阀的阀元件优选通过接触面相接触，该接触面垂直于推杆的运动方向地设置。这种设计具有一个大优点，即不再需要注意推杆和初级侧阀的阀元件的轴线是否重合。因此小的侧向偏移是允许的。这降低了制造成本。
在此优选的是，阀元件具有指向推杆的凸起，推杆靠在该凸起上。凸起例如可以这样构造，即，初级侧阀的阀杆穿透阀元件，然后承受由推杆施加在阀元件上的力。该凸起可以尤其是由与通常用于阀元件的弹性体相比导电能力强得多的金属构成。由此可以保证阀装置有足够的使用寿命。
优选的是，初级侧阀设置在第一壳体部分内而次级侧阀设置在第二壳体部分内，并且，上述两个壳体部分通过一个第三壳体部分相互连接，该第三壳体部分容纳有操纵装置，利用该操纵装置可以通过次级侧阀操纵初级侧阀。而且，这种设计保持了较低的生产成本。可以说，阀装置由三个独立模块组成，它们可以分别独立地制造并在一个较晚的制造阶段才组装起来。必要时，可以预先调节每个模块。
优选的是，第一壳体部分具有初级侧第一接头，第二壳体部分具有次级侧第二接头，第三壳体部分具有初级侧第二接头和次级侧第一接头。因此第三壳体部分也用于建立阀装置和换热器之间的连接。
优选的是，次级侧隔膜延伸至第二壳体部分和第三壳体部分之间的一个接触区域。这有两个优点。一方面，隔膜固定在壳体内，使得它占据了一个确定的位置。另一方面，可以使用由弹性材料构成的隔膜，以便使第二和第三壳体部分相互密封。
在此优选的是，隔膜具有与阀座相连的开口，用水可以流过该开口。因此，在抽取用水时，用水流过隔膜。通过这种措施可以使阀装置保持紧凑。
在初级侧阀上游优选接有压力控制阀，该压力控制阀带有延伸至第一和第三壳体部分之间的接触区域内的隔膜。而且，在此可以额外地利用隔膜来实现两个壳体部分之间的密封。
推杆优选置于第三壳体部分的中间部段。由此使推杆自动地保持在初级侧阀和次级侧阀之间的恰当位置内。
附图说明
下面参照优选实施形式并结合附图说明本发明。在附图中：
图1示出了用于解释阀装置结构的原理图，而
图2以纵截面示出了阀装置。
具体实施方式
图1示意地示出了具有初级侧2和次级侧3的换热器1。初级侧2具有入口4，该入口与未详细示出的远程供热系统相连。初级侧2还具有一出口5，该出口通过阀装置6与远程供热网的回流接头7相连。
次级侧3具有流入用水的入口8以及一在该处可以抽取加热后的用水的出口9。在出口9的范围内，设有温度传感器10，其功能还将在下面进一步说明。次级侧3的入口8通过阀装置6与供应冷用水的用水接头11相连。
以一种本身已公知的方式在初级侧2和次级侧3之间设置换热面12，在此仅示出其原理。实际上换热面12具有大得多的延伸。
阀装置6具有一带有阀元件21和阀座22的初级侧阀20。阀元件21经由阀座22流入。阀元件21通过弹簧23在开启方向上预张紧。与温度传感器10相连的波纹套元件24沿关闭方向作用在阀元件21上。波纹套元件24克服弹簧25的力做功，该弹簧支撑在可移位的止挡26上。通过沿双箭头27方向调整止挡26，可以调节用水在次级侧3的出口9处的温度额定值。
如果次级侧3的出口9处的温度升高，那么波纹套元件24就将阀元件21向阀座22方向移动，并由此对经由初级侧的载热流体流进行节流。如果次级侧3的出口9处的温度降低，那么波纹套元件24的压力就减弱，使得阀元件21由于弹簧23、25的力的作用而远离阀座22，以便使流经初级侧2的载热流体的流量能够更大。初级侧阀20在这种方式下是由温控驱动器28控制的温度控制阀。
在初级侧阀20上游还接有压力控制阀29。压力控制阀9具有隔膜30，该隔膜30在阀座22之前的一侧受到压力P1，而在在阀座22之后的另一侧受到压力P2。隔膜30使节流元件31移位。压力控制阀29的功能是公知的，因此不再赘述。
经由换热器1的次级侧3的用水流通过次级侧阀40控制。次级侧阀40具有隔膜41，在该隔膜上固定有阀座42。阀座42在隔膜41运动时发生移位。阀座42与阀元件43一起构成其大小根据隔膜41的位置改变的节流隙44。
通过节流隙44之前的压力P3和节流隙44之后的压力P4之间的压力差确定隔膜位置。补偿弹簧45的力克服该压力差，不过该补偿弹簧在隔膜41有一定偏转后才开始起作用。此外，隔膜41的一定的固有应力也显然起到抵抗压力差P3-P4的作用。
如果隔膜41的两侧有相等的力，那么节流隙44就构成静态开口。现在，该静态开口的大小仅可由此调节，即，在此构造为锥体的阀元件43可以在壳体46中调整。阀元件43以螺纹方式拧到壳体46内，因此，可以通过旋转阀元件43改变其相对无压力的状态下的隔膜41的位置。如果希望有尽可能小的静态开口，那么次级侧阀40即便在没有抽取用水时也不关闭，并且节流隙44之前的压力P3与节流隙44之后的压力P4相等。同样，静态开口应保持得尽可能小。
推杆47通过补偿弹簧45与隔膜41相连，该推杆在隔膜41运动时随之一起运动。如果隔膜41偏转得足够远，推杆47的另一端48就作用在初级侧阀20的阀元件21上。
不过推杆47是如此之短，以至于在隔膜41处于其静态位置、即在隔膜41上没有压力差时，推杆47不接触阀元件21，只要该阀元件是开启的。
这具有下列作用：只要没有抽取用水，节流隙44就处在其最小尺寸而隔膜41并不偏转。在此情形下，推杆47的端部48不接触初级侧阀的阀元件21。初级侧阀20因此仅在温控驱动器28的作用下作为温度控制阀工作。因此，可以以一种简单的方式(即以简单的机械开销和相对简单的控制回路)使次级侧3的出口9处的温度总是保持在一个所希望的值。
如果现在要在次级侧3抽取水，那么降低压力P4，并且隔膜41由于压力差P3-P4而偏转。在此，推杆47与阀元件21相接触，并且沿开启方向施加载荷给该阀元件，因此，除了温度控制以外还通过流过次级侧的用水量给出初级侧阀20的影响。
一旦在次级侧3结束了水的抽取，那么隔膜41就返回其静态状态，并且初级侧阀20的控制可以非常快地切换回纯粹的温度控制。
下面由图2给出了一种阀装置6的机械结构。相同的部件以与图1中所示相同的附图标记表示。
阀装置具有容纳初级侧阀20的第一壳体部分51、容纳次级侧阀40的第二壳体部分52、以及连接第一和第二壳体部分51、52并且还支撑推杆47的第三壳体部分53。在第一壳体部分51中设有回流接头7。这构成初级侧的第一接头。在壳体部分52中设有用水接头11。这构成次级侧的第二接头。在第三壳体部分中设有出口5和入口8。这两个接头因此构成初级侧的第二接头以及次级侧的第一接头。
两个隔膜30、41延伸至第一壳体部分51和第三壳体部分53之间或者第二壳体部分52和第三壳体部分53之间的接触区域。这样的优点在于，两个隔膜30、41一方面通过三个壳体部分的组装而固定，另一方面也可以用作壳体部分51、53之间的密封件。
第一壳体部分51可与初级侧阀20、第二壳体部分52可与次级侧阀40以及第三壳体部分53可与推杆47分别预装配。在此，各个元件横向于其运动方向的对准仅需要以一个相对粗略的尺度进行，因为，例如推杆47和阀元件21通过端部48上的接触面相互倚靠，该接触面横向于推杆47的纵向延伸设置。因此，阀元件21不必精确地在中间相遇。
阀元件21具有阀杆32，该阀杆贯穿阀元件21并在靠在推杆47的另一侧形成凸起33。凸起33可以相应地由金属构成，该金属与推杆47的金属无摩损地相互作用。凸起33比通常由弹性材料制成的阀元件21本身对推杆47施加的载荷明显更有承受能力。
隔膜41具有的开口49，经由阀座42到达的用水流过所述开口。为了使此用水也能够到达换热器的入口8，推杆47适当地通过笼式连接器与隔膜41相连，此连接器没有详细地示出，并且例如具有三个星形布置的腿
在图2中示出处于完全关闭状态的初级侧阀20和次级侧阀40。在此状态下，推杆47可以靠在阀元件21，更准确地讲是靠在其凸起33上。不过，在运行时阀元件21从阀座22升起得比阀座42从阀元件43升起得更高，使得在没有抽取用水的情况下在推杆47和阀元件21之间保持一个有效距离。
Claims (17)
1.一种用于将热水抽取设备的换热器与远程供热网相连接的阀装置，该阀装置带有一初级侧阀，该初级侧阀控制载热流体经由所述换热器的初级侧的流量；所述阀装置还带有一压力控制的次级侧阀，该次级侧阀影响用水经由所述换热器的次级侧的流量，其中，所述初级侧阀可由所述次级侧阀操纵，其特征在于，所述次级侧阀(40)具有一可调的静态开口(44)。
2.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，所述次级侧阀(40)设置在壳体(46)的一端。
3.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，所述次级侧阀(40)具有一设置在一隔膜(41)上的阀座(42)以及一固定的阀元件(43)，该阀元件的位置可相对于所述隔膜(41)的静态位置调节。
4.根据权利要求2所述的阀装置，其特征在于，所述次级侧阀(40)具有一设置在一隔膜(41)上的阀座(42)以及一固定的阀元件(43)，该阀元件的位置可相对于所述隔膜(41)的静态位置调节。
5.根据权利要求3或4所述的阀装置，其特征在于，所述阀元件(43)设计为锥体。
6.根据权利要求3或4所述的阀装置，其特征在于，所述阀元件(43)被拧入所述壳体(46)内。
7.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，所述初级侧阀(20)可由所述次级侧阀(40)通过一推杆(47)操纵，该推杆由所述次级侧阀(40)的可动元件驱动，并且作用在所述初级侧阀的阀元件(21)上，其中，所述推杆(47)是如此之短，以至于所述推杆(47)在所述次级侧阀(40)的可动元件的静态状态下相对处在所述初级侧阀(20)的开启状态下的、所述初级侧阀的阀元件(21)有一间距。
8.根据权利要求7所述的阀装置，其特征在于，所述初级侧阀(20)的所述阀元件(21)具有一温控驱动器(28)。
9.根据权利要求7或8所述的阀装置，其特征在于，所述推杆(47)和所述初级侧阀(20)的阀元件(21)通过一接触面(48)相接触，该接触面垂直于所述推杆(47)的运动方向设置。
10.根据权利要求9所述的阀装置，其特征在于，所述初级侧阀的阀元件(21)具有一指向所述推杆(47)的凸起(33)，所述推杆(47)抵靠在所述凸起上。
11.根据权利要求3所述的阀装置，其特征在于，所述初级侧阀(20)设置在一第一壳体部分(51)内，所述次级侧阀(40)设置在一第二壳体部分(52)内，并且这两个壳体部分(51，52)通过一第三壳体部分(53)相互连接，所述第三壳体部分容纳有所述操纵装置，利用该操纵装置可以通过所述次级侧阀(40)操纵所述初级侧阀(20)。
12.根据权利要求11所述的阀装置，其特征在于，所述第一壳体部分(51)具有一初级侧第一接头(7)，所述第二壳体部分(52)具有一次级侧第二接头(11)，所述第三壳体部分(53)具有一初级侧第二接头(5)和一次级侧第一接头(8)。
13.根据权利要求11或12所述的阀装置，其特征在于，所述次级侧隔膜(41)延伸至所述第二壳体部分(52)和所述第三壳体部分(53)之间的一接触区域。
14.根据权利要求13所述的阀装置，其特征在于，所述隔膜具有一与所述阀座(42)相连的开口(49)，用水可以流过所述开口。
15.根据权利要求11所述的阀装置，其特征在于，在所述初级侧阀(20)的上游接有一压力控制阀(29)，该压力控制阀带有一延伸至所述第一壳体部分(51)和所述第三壳体部分(53)之间的接触区域内的隔膜(30)。
16.根据权利要求7所述的阀装置，其特征在于，所述初级侧阀(20)设置在一第一壳体部分(51)内，所述次级侧阀(40)设置在一第二壳体部分(52)内，并且这两个壳体部分(51，52)通过一第三壳体部分(53)相互连接，所述第三壳体部分容纳有所述操纵装置，利用该操纵装置可以通过所述次级侧阀(40)操纵所述初级侧阀(20)。
17.根据权利要求16所述的阀装置，其特征在于，所述推杆(47)支承在所述第三壳体部分(53)的中间部段内。
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