DE10055138A1 - 3- and 4-way valves with adaptable authority - Google Patents

3- and 4-way valves with adaptable authority

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DE10055138A1 DE2000155138 DE10055138A DE10055138A1 DE 10055138 A1 DE10055138 A1 DE 10055138A1 DE 2000155138 DE2000155138 DE 2000155138 DE 10055138 A DE10055138 A DE 10055138A DE 10055138 A1 DE10055138 A1 DE 10055138A1
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    • F16K27/0218—Butterfly valves

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil und einen zugeordneten Deckel, der dazu bestimmt ist, einen geöffneten Teil eines Ventilkörpers für Flüssigkeiten mit drei oder vier Anschlussöffnungen zu verschließen und der dadurch gekennzeichnet ist, dass er über eine Zusatzeinheit verfügt, die in den besagten Körper rechts von einer der Öffnungen eingeführt werden soll und mindestens einen Flüssigkeitsventilquerschnitt umfasst, dessen Form so gewählt wurde, dass der Durchfluss der im Körper zirkulierenden Flüssigkeit bedingt wird.The invention relates to a valve and an associated cover, which is intended to close an open part of a valve body for liquids with three or four connection openings and which is characterized in that it has an additional unit which is placed in the said body to the right of one of the openings is to be introduced and comprises at least one liquid valve cross-section, the shape of which has been selected such that the flow of the liquid circulating in the body is determined.

Description

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es durch eine neue und spezifische Konzeption des Ventilquerschnittes für die Flüssigkeit, die Verwendung von Regulierventilen zu verbessern.The present invention enables a new and specific one Conception of the valve cross section for the liquid, the use of To improve regulating valves.

Im Handel gibt es momentan 3- und 4-Wege-Ventile, die im Bereich Regulierung verwendet werden, und das gleichwohl in Industrie oder Haushalt.There are currently 3 and 4-way valves on the market that are used in the area of regulation be used, and nevertheless in industry or household.

Die Aufgabe dieser 3- und 4-Wege-Ventile besteht darin, in einem Kreislauf die Temperatur des Wärmeträgers für Wärmestrahler zu regulieren. Diese Ventile ermöglichen es im Wesentlichen, das Verhältnis der Flüssigkeit, die direkt aus einem Energiegenerator in einem Wärmeverlustkreis (zum Beispiel Radiatoren, Heizfußböden, Thermoblocks, Haushaltsheißwassertauscher) stammt, von 0 auf 100% zu wandeln. Durch eine Umwälzpumpe zirkuliert der Wärmeträger in den Leitungen. Diese Ventile werden gleichwohl im Bereich der Klimatisierung zur Wärme- oder Kühlregulierung von Gasflüssigkeiten und dünnen Flüssigkeiten oder Emulsionen verwendet. The task of these 3 and 4-way valves is to circulate the To regulate the temperature of the heat transfer medium for heat radiators. These valves essentially allow the ratio of the liquid to come out directly an energy generator in a heat loss circuit (e.g. radiators, Heating floors, thermoblocks, household hot water exchangers) comes from 0 to 100% to walk. The heat transfer medium circulates through a circulation pump Cables. These valves are nevertheless used in the area of air conditioning Heat or cooling regulation of gas liquids and thin liquids or emulsions used.  

Es stellt sich heraus, dass diese Ventile, um der Präzision bei der Regulierung in Abhängigkeit von den verschiedenen Anlagen zu entsprechen, für jeden der verschiedenen Kreistypen einen hydraulischen Reibungskoeffizienten in Abhängigkeit von ihrer Position, die durch den Begriff "Autorität" wiedergegeben wird, aufweisen müssen. Dieser Autoritätsbegriff wird durch die Tatsache konkretisiert, dass die Regelung des Öffnungswinkels des Ventils von seiner geschlossenen Position bis zur vollständigen Öffnung eine Änderung der Strömungsintensität der zu "verdünnenden" Flüssigkeit induziert (Beispiel: Auf Position 1, 10% Durchfluss, auf VII, 70% Durchfluss). Dieser Autoritätsbegriff wird ebenfalls durch einen Kvs genannten Koeffizienten dargestellt.It turns out that these valves, in order to regulate in precision Depending on the different facilities to suit each of the hydraulic friction coefficient in different types of circles Dependent on their position, represented by the term "authority" will have to have. This concept of authority is due to the fact specifies that the regulation of the opening angle of the valve from its closed position until the opening fully changes Flow intensity of the liquid to be "diluted" induced (example: Auf Position 1, 10% flow, on VII, 70% flow). This concept of authority is also represented by a coefficient called Kvs.

Die aufgeführte Wiedergabe des Problems lässt sich in der Realität sehr gut an einem Beispiel darstellen:
Eine Haushaltsheizanlage, bei deren Betrieb der Kunde feststellt, dass auf der Minimalposition des Ventils keine Heizleistung erfolgt (was normal ist) und dass es auf einer anliegenden Position viel zu warm ist (was normal ist), während die Gesamtrotation der Achse eine zehnmal höhere Variation zulässt. Dies entsteht aus der Tatsache, dass das Ventil schlecht kalibriert ist (Fehlautorität) und dass die geringe Verschiebung des Elementes einen zu großen Einfluss auf die Verdünnung des Durchflusses hat. Dieses Problem besteht bei Regulierventilen mit Aufteilung (Drehplatte).In reality, the above rendering of the problem can be illustrated very well using an example:
A domestic heating system, in which the customer determines that there is no heating power at the minimum position of the valve (which is normal) and that it is much too warm at an adjacent position (which is normal), while the total rotation of the axis is a ten times higher variation allows. This arises from the fact that the valve is poorly calibrated (incorrect authority) and that the slight displacement of the element has too great an influence on the dilution of the flow. This problem exists with regulating valves with division (rotary plate).

Auf dem Haushaltsmarkt gibt es mehrere Ventiltypen:
There are several types of valves on the household market:

  • - Messing-, Gussventile oder Ventile aus Verbundwerkstoffen,- brass, cast iron or composite valves,
  • - Ventile mit unterschiedlichen Anschlussdurchmessern (1/2, ¾, 1, 1¼ Zoll),- valves with different connection diameters (1/2, ¾, 1, 1¼ inch),
  • - Drei- und Vier-Wege-Ventile.- Three and four way valves.

Es ist anzumerken, dass der Begriff "Autorität" direkt aus dem Profil des Ventilquerschnitts für die Flüssigkeit hervorgegangen ist, einem Profil, das mit dem Ventilkörper fest verbunden (traditionelle Ventile für den Haushaltsmarkt) oder angesetzt sein kann (wie in den Patenten Nr. 95 05 443, A 57061868 und DE 43 25 737 A1 beschrieben) mit einem Durchgangsprofil für die Flüssigkeit, das unabhängig vom Ventilkörper ist. Es wird festzustellen sein, dass in der Beschreibung eines Zwei-Wege-Ventils im Patent DE 43 25 737 A1 eine Öffnungsvariation durch Bewegung eines Kolbens 3 und eines Elementpaares mit Durchführungen angegeben ist. Von diesen Elementen ist eines fest (Teil 6 mit Durchführung 9), und das andere Element 7 in Rotation mit einer Öffnungseinheit 12 ist beweglich, diese beiden Einheiten liegen rechts von Öffnung 9.It should be noted that the term "authority" originated directly from the profile of the valve cross-section for the liquid, a profile that can be fixed to the valve body (traditional valves for the household market) or can be applied (as in Patents No. 95 05 443, A 57061868 and DE 43 25 737 A1)) with a passage profile for the liquid, which is independent of the valve body. It will be noted that the description of a two-way valve in patent DE 43 25 737 A1 specifies an opening variation by moving a piston 3 and a pair of elements with bushings. One of these elements is fixed (part 6 with passage 9 ), and the other element 7 is movable in rotation with an opening unit 12 , these two units are located to the right of opening 9 .

Im Falle unserer präsentierten Erfindung sprechen wir nur von Drei- und Vier- Wege-Ventilen mit einem Durchgangsprofil mit vorgegebenem Querschnitt, wobei die Öffnungsvariation durch eine Drehplatte erzielt wird. Der Trägerteil für den Ventilquerschnitt ist auf dem Umfang ebenfalls nicht fortlaufend.In the case of our presented invention, we only speak of three and four Directional valves with a through profile with a given cross-section, whereby the opening variation is achieved by a rotating plate. The carrier part for the Valve cross-section is also not continuous over the circumference.

Die in der vorliegenden Anmeldung beschriebene Erfindung stellt eine neue Konzeption für 3- und 4-Wege-Ventile dar, wodurch eine größere Präzision bei der Variation des Durchflusses in Abhängigkeit von der Drehung einer Platte möglich ist.The invention described in the present application represents a new one Concept for 3 and 4-way valves, which means greater precision in the The flow can be varied depending on the rotation of a plate is.

Durch die beschriebene Erfindung ist es möglich, die "Autorität" in Abhängigkeit vom Bedarf zu adaptieren und gegebenenfalls diese "Autorität" je nach Realität und Fortschritt der Anlage nach Feststellung der Funktionsweise austauschen zu können, ohne dass der Ventilkörper ausgewechselt werden muss (Interventionszeit und Leckgefahr).The described invention makes it possible to depend on "authority" adapt from need and if necessary this "authority" depending on reality and exchange the progress of the system after determining the functionality without having to replace the valve body (Intervention time and risk of leakage).

Dieses Ventil kann aus einem beliebigen Werkstoff gegossen oder gefertigt werden, sofern dieser Werkstoff den technischen Vorgaben entspricht.This valve can be cast or made from any material provided that this material meets the technical specifications.

Die Erfindung liegt im Wesentlichen darin, dass das Durchgangsprofil für die Flüssigkeit auf einer Zusatzeinheit (7) plaziert wird, die fest mit dem Deckel (2) verbunden ist, dabei tritt diese Einheit (7) in den Ventilkörper (1) rechts von einer der Leitungen (6) ein. The invention essentially lies in the fact that the passage profile for the liquid is placed on an additional unit ( 7 ) which is firmly connected to the cover ( 2 ), this unit ( 7 ) entering the valve body ( 1 ) to the right of one of the Lines ( 6 ).

  • - Das Element (1) stellt den Ventilkörper dar. Dieser Körper kann durch Gießen eines beliebigen Werkstoffes (Aluminium, Gusseisen, Stahl, Glas, Kunststoff usw.), undurchsichtig oder transparent, oder durch maschinelle Fertigung erzeugt werden.- The element ( 1 ) represents the valve body. This body can be produced by casting any material (aluminum, cast iron, steel, glass, plastic, etc.), opaque or transparent, or by machining.
  • - Die Verschlussplatte (2) oder der Deckel, undurchsichtig oder transparent. Diese Platte (2) gewährleistet die Dichtheit über dem Ventilkörper (1) durch einen Dichtungsring, der in einer Auskehlung (5) plaziert wird und eine Zusatzeinheit (7) umfasst, die einen Ventilquerschnitt (4) (zum Beispiel in den Varianten 4', 4'' oder 4''') für die Flüssigkeit beinhaltet, welche die Autorität des Ventils bedingt. Diese Zusatzeinheit kann auch zwei Anschläge (13) aufweisen, damit die Drehung der Drehplatte (3) begrenzt wird.- The closing plate ( 2 ) or the cover, opaque or transparent. This plate ( 2 ) ensures the tightness over the valve body ( 1 ) by means of a sealing ring which is placed in a groove ( 5 ) and comprises an additional unit ( 7 ) which has a valve cross section ( 4 ) (for example in variants 4 ', 4 '' or 4 ''') for the liquid that determines the authority of the valve. This additional unit can also have two stops ( 13 ) so that the rotation of the rotary plate ( 3 ) is limited.
  • - Diese Drehplatte (3) bewegt sich um eine Achse (sie ist nicht zwingend symmetrisch).- This rotating plate ( 3 ) moves around an axis (it is not necessarily symmetrical).

Fig. 1 stellt einen Ventilkörper (1) dar, Fig. 1 illustrates a valve body (1) illustrates,

Fig. 2 stellt den Schnitt entlang der Linie AA in Fig. 1 dar, FIG. 2 shows the section along the line AA in FIG. 1,

Fig. 3 stellt die Verschlussplatte (2) dar, Fig. 3 shows the closure plate (2) is,

Fig. 4 stellt die Schnittansicht entlang der Linie BB in Fig. 3 dar, FIG. 4 shows the sectional view along the line BB in FIG. 3,

Fig. 5 stellt die Seitenansicht von links dar, Fig. 5 illustrates the left side view,

Fig. 6 stellt die Platte (3) in Vorderansicht dar, Fig. 6 illustrates the plate (3) in front views,

Fig. 7 stellt die Platte in Seitenansicht dar. Fig. 7 shows the plate in side view.

Es können alle geometrischen Möglichkeiten für den Ventilquerschnitt (4) realisiert werden. Wir werden nicht die Menge an Möglichkeiten beschreiben, wissen aber, dass sie möglich sind. All geometric possibilities for the valve cross section ( 4 ) can be realized. We will not describe the amount of possibilities, but we know that they are possible.

Funktionsweisefunctionality

Wenn die Platte (3) gedreht wird, macht sie einen Ventilquerschnitt (4) frei, durch den die Flüssigkeit fließen und die Anschlussleitungen (6) erreichen kann. Beim Ventilquerschnitt für die Flüssigkeit zu Beginn der Drehung der Platte handelt es sich um denjenigen, der aus der Dicke der Wand der Zusatzeinheit (7) resultiert, die fest mit der Verschlussplatte (2) verbunden ist, die den Ventilquerschnitt (4) für die Flüssigkeit und die Öffnungshöhe umfasst. Die Flüssigkeit fließt somit zu Beginn der Drehung der Platte in den Bereich der Wand (7) bis die Platte rechts von der Anschlussöffnung (6) des Leitungsnetzes angelangt ist.When the plate ( 3 ) is rotated, it clears a valve cross section ( 4 ) through which the liquid can flow and reach the connecting lines ( 6 ). The valve cross section for the liquid at the beginning of the rotation of the plate is that which results from the thickness of the wall of the additional unit ( 7 ) which is firmly connected to the closure plate ( 2 ) which forms the valve cross section ( 4 ) for the liquid and includes the opening height. The liquid thus flows at the beginning of the rotation of the plate into the area of the wall ( 7 ) until the plate has reached the right of the connection opening ( 6 ) of the line network.

Diese Lösung ermöglicht ein geringeres Stoffvolumen bei der Herstellung der Verschlussplatte (2). Diese wird durch Schrauben, die durch mit Innengewinden (12) versehene Löcher (11) geführt werden, befestigt.This solution enables a smaller volume of fabric in the manufacture of the closure plate ( 2 ). This is fastened by screws which are guided through holes ( 11 ) provided with internal threads ( 12 ).

Die Profiländerung des Ventilquerschnitts (4) für die Flüssigkeit erfolgt über das Wechseln des Deckels (2), an den der Ventilquerschnitt (4) fest angebunden ist. Diese Zusatzeinheit (7) wird vorzugsweise gegenüber von der Abgangsleitung (6) der Anlage plaziert.The profile change of the valve cross section ( 4 ) for the liquid takes place by changing the cover ( 2 ), to which the valve cross section ( 4 ) is firmly connected. This additional unit ( 7 ) is preferably placed opposite the outlet line ( 6 ) of the system.

Die Drehplatte (3) dreht sich um eine Achse, die im Ventilkörper (1) zentriert ist durch einen Mitnehmerstift, der sich in der Lagerung (8) befindet. Das andere Ende (9) führt durch eine Präzisionsbohrung (10), die im Verschlussdeckel (2) zentriert ist. Dichtungsringe gewähren dabei die Dichtheit.The rotating plate ( 3 ) rotates about an axis that is centered in the valve body ( 1 ) by means of a driver pin that is located in the bearing ( 8 ). The other end ( 9 ) leads through a precision bore ( 10 ) which is centered in the sealing cover ( 2 ). Sealing rings ensure tightness.

Eine Motorisierung dieses Ventils kann durch die Positionierung eines Antriebsmotors für die Drehung der Drehscheibe gewährleistet werden.A motorization of this valve can be done by positioning a Drive motor can be guaranteed for the rotation of the turntable.

Eine andere mögliche Geometrie (Fig. 8) für die Zusatzeinheit (7) besteht darin, dass ein Raum (14) zwischen der Zusatzeinheit (7), dem Träger des Profils (4) und der inneren Präzisionsbohrung des Körpers (1) ausgespart wird. In diesem Fall bedingt nicht mehr der Übergang in die Wand der Zusatzeinheit den Durchfluss zu Beginn der Drehung, sondern die Summe des freien Profils (4), durch die es der Flüssigkeit möglich ist, in den Raum (14) zu fließen, der sich zwischen der Zusatzeinheit (7) und dem Körper (1) befindet.Another possible geometry ( Fig. 8) for the additional unit ( 7 ) is that a space ( 14 ) between the additional unit ( 7 ), the support of the profile ( 4 ) and the inner precision bore of the body ( 1 ) is saved. In this case, it is no longer the transition into the wall of the additional unit that determines the flow at the start of the rotation, but the sum of the free profile ( 4 ), through which the liquid is able to flow into the space ( 14 ) that is between the additional unit ( 7 ) and the body ( 1 ).

Es ist ebenfalls möglich, ein Profil (4) zu verwenden, dass speziell für eine vorgegebene Drehrichtung geeignet ist (Uhrzeigersinn oder umgekehrt).It is also possible to use a profile ( 4 ) that is especially suitable for a given direction of rotation (clockwise or vice versa).

Die aktuellen Ventile ermöglichen die Änderung der Drehrichtung je nach vorliegender Anlage. Diese Möglichkeit beschränkt die Präzision bei der Regulierung. Wenn eine Drehrichtung (4''') bevorzugt wird, kann das Profil (4) exzentrisch angeordnet und die gesamte mögliche Drehung der Platte (3) zwischen den Anschlägen (13) genutzt werden, damit der Durchfluss variiert werden kann.The current valves allow the direction of rotation to be changed depending on the system at hand. This possibility limits the precision in regulation. If a direction of rotation ( 4 ''') is preferred, the profile ( 4 ) can be arranged eccentrically and the entire possible rotation of the plate ( 3 ) between the stops ( 13 ) can be used so that the flow can be varied.

Claims (8)

1. Ein Deckel, der dazu bestimmt ist, einen geöffneten Teil eines Ventilkörpers für Flüssigkeiten mit drei oder vier Anschlussöffnungen (6) zu verschließen und der dadurch gekennzeichnet ist, dass er über eine Zusatzeinheit (7) verfügt, die in den besagten Körper (4) rechts von einer der Öffnungen (6) eingeführt werden soll und mindestens einen Flüssigkeitsventilquerschnitt (4) umfasst, dessen Form so gewählt wurde, dass der Durchfluss der im Körper (1) zirkulierenden Flüssigkeit bedingt wird.1. A lid which is intended to close an opened part of a valve body for liquids with three or four connection openings ( 6 ) and which is characterized in that it has an additional unit ( 7 ) which is inserted into said body ( 4 ) to be inserted to the right of one of the openings ( 6 ) and comprises at least one liquid valve cross-section ( 4 ), the shape of which was selected such that the flow of the liquid circulating in the body ( 1 ) is determined. 2. Ein Deckel gemäß Anspruch 1, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er zwei Anschläge (13) umfasst, die so angeordnet sind, dass die Drehung einer Drehplatte (3), die sich im besagten Ventilkörper (1) befindet, begrenzt wird.2. A cover according to claim 1, characterized in that it comprises two stops ( 13 ) arranged so as to limit the rotation of a rotating plate ( 3 ) located in said valve body ( 1 ). 3. Ein Deckel gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er die besagte Zusatzeinheit (7) an eine Stelle befördert, die so ausgewählt wurde, dass diese Zusatzeinheit dicht mit dem Ventilkörper verschlossen wird (1).3. A lid according to one of claims 1 or 2, characterized in that it conveys said additional unit ( 7 ) to a location which has been selected so that this additional unit is sealed with the valve body ( 1 ). 4. Deckel gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er die besagte Zusatzeinheit (7) an eine Stelle befördert, die so ausgewählt wurde, dass diese Zusatzeinheit in einem von der inneren Präzisionsbohrung des Ventilkörpers (1) gewählten Abstand plaziert wird.4. Lid according to one of claims 1 or 2, which is characterized in that it conveys said additional unit ( 7 ) to a location which has been selected such that this additional unit is spaced apart from the inner precision bore of the valve body ( 1 ) is placed. 5. Ein Ventil für Flüssigkeiten, das einen Körper mit drei oder vier Anschlussöffnungen (6) umfasst und dadurch gekennzeichnet ist, dass es einen Deckel gemäß einer der Ansprüche 1 bis 4 umfasst. 5. A valve for liquids, which comprises a body with three or four connection openings ( 6 ) and is characterized in that it comprises a cover according to one of claims 1 to 4. 6. Ein Ventil für Flüssigkeiten gemäß Anspruch 5, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der besagte Körper (1) eine Drehplatte (3) beherbergt, die angeordnet ist, damit die Änderungen der Flüssigkeitsventilquerschnitte auf der Ebene der Öffnungen verwaltet werden.A valve for liquids according to claim 5, characterized in that said body ( 1 ) houses a rotary plate ( 3 ) arranged to manage the changes in the liquid valve cross sections at the level of the openings. 7. Ein Ventil für Flüssigkeiten gemäß Anspruch 6, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die besagte Drehplatte (3) asymmetrisch ist.7. A valve for liquids according to claim 6, characterized in that said rotary plate ( 3 ) is asymmetrical. 8. Ein Ventil gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der besagte Deckel (2) durch Schrauben fest mit dem Ventilkörper (1) verbunden ist.8. A valve according to any one of claims 5 to 7, characterized in that said cover ( 2 ) is fixedly connected to the valve body ( 1 ) by screws.
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