DE1020500B

DE1020500B - Throttle valve, preferably for adjusting the amount of water in instantaneous water heaters

Info

Publication number: DE1020500B
Application number: DEV10024A
Authority: DE
Inventors: Ernst Keppel
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1956-01-14
Filing date: 1956-01-14
Publication date: 1957-12-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drosselventil mit einstellbarem Durchlaßquerschnitt. Will man durch ein Drosselventil eine bestimmte Menge durchtreten lassen, obwohl sich der Vordruck in weiten Grenzen ändert, so> besteht die Schwierigkeit, daß bei 5 hohem Vordruck ein außerordentlich schmaler Durchlaßspalt eingestellt werden muß, der sich im Betrieb durch, mitgeführte Fremdkörper (Schmutzteilchen, Sandkörnchen u. dgl.) zusetzt. Insbesondere tritt diese Schwierigkeit bei der Wasserregulierung von Durchlauferhitzern auf, die bekanntlich für sehr unterschiedliche Wasseranschlußdrücke gebaut sein müssen. Der Wasseranschlußdruck schwankt regional zwischen etwa 0,5 atü und 12 atü. Das zur Einstellung der Wassermenge dienende Drosselventil muß bei solchen Geräten daher so dimensioniert werden, daß sowohl bei 0,5 atü als auch bei 12 atü Anschlußdruck eine bestimmte Durchflußmenge eingestellt werden kann. Dazu ist ein relativ großer Durchmesser der Einlaßöffnung erforderlich, so daß bei niedrigem Anschlußdruck (0,5 atü) noch genügend Wasser eintreten kann. Diese große Einlaßöffnung muß nun bei hohem Anschlußdruck (12 atü) durch das Ventilverschlußstück des Drosselventils sehr stark verengt werden, so daß nur ein feiner Spalt von weniger als 0,1 mm frei bleibt, der sich leicht zusetzt und außerdem schwer einstellbar ist.The invention relates to a throttle valve with an adjustable passage cross section. Do you want Let a certain amount pass through a throttle valve, although the admission pressure is widening Limits changes, there is the difficulty that with 5 high admission pressure an extremely narrow passage gap must be set, which is in operation by, entrained foreign bodies (dirt particles, sand grains and the like) clogs. In particular, this occurs Difficulty in regulating water from water heaters, which is known to be very different Water connection pressures must be built. The water connection pressure varies regionally between about 0.5 atü and 12 atü. The throttle valve used to adjust the amount of water must be used in such Devices are therefore dimensioned in such a way that a connection pressure of 0.5 atmospheres as well as 12 atmospheres certain flow rate can be set. A relatively large diameter of the inlet opening is required for this, so that at low connection pressure (0.5 atü) sufficient water can still enter. This large inlet opening must now pass through the valve plug at a high connection pressure (12 atmospheres) of the throttle valve are narrowed very sharply, so that only a fine gap of less than 0.1 mm is free remains, which is easily clogged and also difficult to adjust.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drosselventil so auszubilden, daß es auch bei großen Vordruckunterschieden, auf eine bestimmte Wassermenge eingestellt werden kann, ohne daß dazu unzuträglich kleine Durchlaßspalte erforderlich sind. Bei Ventilen ist es bereits in anderem Zusammenhang bekannt, ein Ventilverschlußstück durch eine Schraubenfeder mit einer Ventilspindel zu verbinden, so· daß beim Schließen des Ventils ein kraftschlüssiger Andruck des Ventilverschlußstückes an seinem Ventilsitz erfolgt.The invention is based on the object of designing a throttle valve so that it can also be used with large Differences in admission pressure, can be adjusted to a certain amount of water without being detrimental to it small passage gaps are required. In the case of valves, it is already known in another context, to connect a valve closing piece to a valve spindle by means of a helical spring, so that when closing the valve, a force-fit pressure of the valve closure piece on its valve seat he follows.

Ausgehend von einer solchen Anordnung mit federnd an die Ventilspindel angesetztem Ventilverschlußstück wird die obige Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ventilverschlußstück eine zentrale Bohrung besitzt und mit der dem Ventilsitz abgewandten Seite mit dem freien Ende der Ventilspindel einen zweiten einstellbaren Drosselquerschnitt bildet. Bei hohem Vordruck kann das Ventilverschlußstück mit einem Flansch durch die Schraubenfeder auf den die relativ große Zuflußöffnung umgebenden ebenen Ventilsitz abdichtend aufgedrückt werden, so daß das Wasser nur noch durch die viel kleinere zen,-trale Bohrung des Ventilverschlußstückes hindurch einströmen kann. Hierbei ist die Bohrung in bekannter Weise düsenförmig gestaltet. Bei kleinem Vordruck dagegen wird das Ventilverschlußstück in üblicher Drosselventil,Proceeding from such an arrangement with a valve closure piece attached resiliently to the valve spindle the above object is achieved according to the invention in that the valve closure piece is a has central bore and with the side facing away from the valve seat with the free end of the valve spindle forms a second adjustable throttle cross-section. If the pre-pressure is high, the valve closing piece can be fitted with a flange through the helical spring be sealingly pressed onto the flat valve seat surrounding the relatively large inflow opening, so that the water only passes through the much smaller zen, -trale Bore of the valve closure piece can flow in through. Here the hole is well known Way designed nozzle-shaped. On the other hand, if the pre-pressure is small, the valve plug becomes more normal Throttle valve,

vorzugsweise zur Einstellung
der Wassermenge bei Durchlauferhitzernpreferably for adjustment
the amount of water in instantaneous water heaters

Anmelder:Applicant:

Joh. Vaillant K.G.,Joh. Vaillant K.G.,

Remscheid, Berghauser Str. 40Remscheid, Berghauser Str. 40

Ernst Keppel, Remscheid,
ist als Erfinder genannt wordenErnst Keppel, Remscheid,
has been named as the inventor

Weise vom Ventilsitz abgehoben, so daß die erforderliche Wassermenge durch den die Durchflußöffnung bildenden, Spalt zwischen Flansch des Verschlußstückes und Ventilsitz einströmen kann. Es wird also bei kleinem Vordruck (z. B. bis 1 atü) eine Durchlaßöffnung von relativ großem Durchmesser durch das Ventilverschlußstück gedrosselt, während bei größerem Vordruck (z. B. über 1 atü) eine Drosselung der relativ kleinen Bohrung des Ventilverschlußstückes durch den Kopf der Ventilspindel· stattfindet. Durch eine solche Verteilung der Drosselwirkung auf zwei Drosselquerschnitte von unterschiedlichem Durchmesser läßt sich eine allzu große Annäherung der drosselnden Kanten oder Flächen vermeiden. Zweckmäßigerweise ist das Drosselventil so aufgebaut, daß der Ventilsitz in an sich bekannter Weise in einer ebenen Fläche des Ventilgehäuses liegt, die mit einem Flansch des Ventilverschlußstückes einen ringförmigen Drosselquerschnitt bildet, wodurch das von der Zuflußöffnung eintretende Wasser, das durch diesen Drosselquerschnitt fließt, aus seiner ursprünglichen Strömungsrichtung rechtwinklig abgelenkt wird. Mitgeführte Fremdkörper werden daher nicht mit in diesen Drosselspalt eindringen, sondern unter Beibehaltung der Strömungsrichtung dem durch die zentrale Bohrung des Ventilverschlußstückes strömenden Wasserstrang folgen. Der von der relativ breiten Fläche des Ventilflansches begrenzte Drosselspalt bietet außer-Way lifted from the valve seat, so that the required Amount of water through the gap forming the flow opening between the flange of the closure piece and valve seat can flow in. With a small pre-pressure (e.g. up to 1 atm) there is a passage opening of a relatively large diameter throttled by the valve closure piece, while with larger Pre-pressure (e.g. over 1 atm) throttling the relatively small bore of the valve closure piece takes place through the head of the valve spindle. By distributing the throttling effect to two Throttle cross-sections of different diameters can be an overly large approximation of the Avoid choking edges or surfaces. Appropriately, the throttle valve is constructed so that the valve seat is in a known manner in a flat surface of the valve housing, which with a Flange of the valve closure piece forms an annular throttle cross-section, whereby the of the Inflow opening entering water, which flows through this throttle cross-section, from its original Direction of flow is deflected at right angles. Entrained Foreign bodies will therefore not penetrate into this throttle gap, but rather while maintaining it the direction of flow is the water strand flowing through the central bore of the valve closure piece follow. The throttle gap, which is limited by the relatively wide area of the valve flange,

m 808/140 m 808/140

dem einen verhältnismäßig großen Strömungswiderstand, so' daß die Breite des Spaltes immer verhältnismäßig groß eingestellt sein kann.the one relatively large flow resistance, so 'that the width of the gap is always proportionate can be set large.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. 1 bis 4 dargestellt und im folgenden erläutert.An embodiment of the invention is shown in Fig. 1 to 4 and explained below.

Die Abb. 1 zeigt das Schema eines gasbeheizten Durchlauferhitzers.Fig. 1 shows the scheme of a gas-heated instantaneous water heater.

Das in Pfeilrichtung bei 1 eintretende Wasser fließt über eine Drosseldüse 2 und ein sogenanntes Regulierventil, das Drosselventil 3, zum Wärmeaustauscher 4 und von dort über ein Zapfventil 5 zur Verbrauchsstelle. An der Drosseldüse 2 entsteht dabei ein dynamischer Druckunterschied, durch den ein den Gasbrenner 6 einschaltender Membran-Wasserschalter 7 in bekannter Weise betätigt wird. Das in. Abb. 2, 3 und 4 vergrößert dargestellte Drosselventil 3 dient zur Einstellung der durchfließenden Wassermenge, d. h. zur Anpassung des Durchlauferhitzers an den jeweils vorhandenen Wasseranschluß druck.The water entering in the direction of the arrow at 1 flows Via a throttle nozzle 2 and a so-called regulating valve, the throttle valve 3, to the heat exchanger 4 and from there via a nozzle 5 to the point of consumption. This arises at the throttle nozzle 2 a dynamic pressure difference through which a membrane water switch which switches on the gas burner 6 7 is operated in a known manner. The throttle valve 3 shown enlarged in Fig. 2, 3 and 4 is used to adjust the amount of water flowing through, d. H. to adapt the water heater to the existing water connection pressure.

In dem Ventilgehäuse 8 ist eine Zuflußöffnung 9 ao vorgesehen., die im Gehäuse von einer ebenen Innenfläche 9', die den Ventilsitz bildet, umgeben ist. Gleichachsig zur Zuflußöffnung 9 ist in das Gehäuse 8 eine Ventilspindel 10 eingeschraubt und durch einen Dichtungsring 10' abgedichtet. An ihrem aus dem Gehäuse 8 herausragenden Ende ist die Ventilspindel 10 mit einem Sechskantkopf 11 versehen, so daß sie mittels eines Sechskantschlüssels verstellt werden kann. Der Sechskantkopf 11 ist durch eine auf das Gehäuse 8 geschraubte Schutzkappe 12 abgedeckt. Auf das freie zapfenartige Ende 13 der Ventilspindel 10 ist eine relativ kräftige Schraubenfeder 14 aufgeschoben, die sich durch Eigenspannung am Ventilspindelende 13 festklemmt. Das andere Ende der Schraubenfeder 14 klemmt sich in gleicher Weise auf dem Ventilverschlußstück 15 fest. Das Ventilverschlußstück 15 ist mit einem Flansch 15' versehen, der abdichtend auf die ebene Fläche 9' des Gehäuses, den Ventilsitz, gedrückt werden kann. Außerdem besitzt das Ventilverschlußstück 15 eine zentrale, nach der Zuflußseite erweiterte düsenförmige Bohrung 16, deren Mündungsrand 16' abgesetzt vorgesehen ist. Das Ventilspindelende 13 besitzt in seiner Stirnfläche eine Eindrehung 17, so' daß ein scharfkantiger Rand 17' entsteht. Mit 18 ist eine mit dem Gehäuse 8 verschraubte Leitung bezeichnet, die zum Wärmeaustauscher 4 führt.In the valve housing 8 is an inflow opening 9 ao provided. Which is surrounded in the housing by a flat inner surface 9 ', which forms the valve seat. Coaxially to the inflow opening 9, a valve spindle 10 is screwed into the housing 8 and through a Sealing ring 10 'sealed. At her from the case 8 protruding end of the valve spindle 10 is provided with a hexagonal head 11 so that it means can be adjusted with a hexagon wrench. The hexagon head 11 is through a on the housing 8 screwed protective cap 12 covered. On the free peg-like end 13 of the valve spindle 10 a relatively strong helical spring 14 is pushed on, which is due to its own tension at the valve spindle end 13 stuck. The other end of the coil spring 14 is clamped in the same way on the Valve closure piece 15 firmly. The valve closure piece 15 is provided with a flange 15 ', the sealing can be pressed onto the flat surface 9 'of the housing, the valve seat. Also owns the valve closure piece 15 has a central nozzle-shaped bore 16 which is enlarged towards the inflow side, whose mouth edge 16 'is provided separately. The valve spindle end 13 has in its end face a recess 17, so 'that a sharp edge 17 'is created. 18 with a screwed to the housing 8 line is referred to, which leads to the heat exchanger 4 leads.

Ist ein geringer Wasseranschlußdrück vorhanden, dann wird die Ventilspindel 10 so' weit herausgeschraubt, daß das Ventilverschlußstück 15 bei entlasteter Schraubenfeder 14 von der Fläche 9' abgehoben wird. In diesem Zustand (vgl. Abb. 3 und 4) findtet nur eine geringe Drosselung des Wasserstromes statt. Das aus der Zuflußöffnung 9 strömende Wasser tritt zum Teil durch die Bohrung 16 und zum Teil durch den zwischen Flansch 15' und Fläche 9' gebildeten Ringspalt. Der letztere Teil des Wasserstrom.es wird, wie durch. Pfeile angedeutet, rechtwinklig umgelenkt, so daß Schwebeteilchen, und Fremdkörper im allgemeinen infolge ihres Beharrungsvermögens nicht in den Ringspalt zwischen Flansch 15' und Fläche 9' gelangen werden, sondern durch die Bohrung 16 mit abfließen. Der Ringspalt bietet einen verhältnismäßig großen Strömungswiderstand, so daß eine Drosselung schon eintritt, wenn der Flansch 15' noch einen verhältnismäßig großen, Abstand von der Fläche 9' besitzt. Der Ringspalt braucht also daher niemals so eng eingestellt zu werden, daß die Gefahr einer Verstopfung eintritt. Der durch die Bohrung 16 fließende Teil des Wasserstromes gelangt durch einen breiten Spalt zwischen den Rändern 16' und 17' zur Leitung 18.If the water connection pressure is low, the valve spindle 10 is unscrewed so far that that the valve closure piece 15 is lifted off the surface 9 'when the helical spring 14 is relieved will. In this state (see Fig. 3 and 4) there is only a slight throttling of the water flow instead of. The water flowing out of the inflow opening 9 passes partly through the bore 16 and partly through the annular gap formed between flange 15 'and surface 9'. The latter part of the water flow will how by. Arrows indicated, deflected at right angles, so that suspended particles and foreign bodies in the generally not into the annular gap between flange 15 'and surface 9' due to their inertia will reach, but flow through the bore 16 with. The annular gap offers a proportionate large flow resistance, so that a throttling already occurs when the flange 15 'is still a relatively large, distance from the surface 9 '. The annular gap therefore never needs to be like this to be adjusted closely that there is a risk of clogging. The flowing through the bore 16 Part of the water flow reaches the line through a wide gap between the edges 16 'and 17' 18th

Bei höherem Wasseranschlußdruck wird die Ventilspindel 10 mehr oder weniger weit eingeschraubt, so daß der Flansch 15' des Ventilverschlußstückes 15 durch die Schraubenfeder 14 abdichtend auf die Fläche 9' gedruckt wird. Das Wasser kann nunmehr nur noch durch die Bohrung 16 austreten. Unter Spannung der Schraubenfeder 14 kann das freie Ende 13 der Ventilspindel 10 dem Ventilverschlußstück 15 mehr oder weniger genähert werden, so daß eine Drosselwirkung zwischen den Rändern 16' und 17' stattfindet. Da aber der Durchmesser der Bohrung 16' wesentlich kleiner ist als der der Zuflußöffnung 9, kann der Drosselspalt zwischen den Rändern 16' und 17' entsprechend groß bleiben, so daß eine Verstopfungsgefahr vermieden wird. Die in Abb. 2 durch Pfeile angedeutete Umlenkung des Wasserstromes zwischen den Rändern 16', 17' wirkt, wie die Erfahrung gezeigt hat, geräuschmindernd.At a higher water connection pressure, the valve spindle 10 is screwed in more or less far, see above that the flange 15 'of the valve closure piece 15 by the coil spring 14 sealingly on the Area 9 'is printed. The water can now only exit through the bore 16. Under The free end 13 of the valve spindle 10 can tension the helical spring 14 against the valve closure piece 15 more or less approximated, so that a throttling effect between the edges 16 'and 17' takes place. But since the diameter of the bore 16 'is much smaller than that of the inflow opening 9, the throttle gap between the edges 16 'and 17' can remain correspondingly large, so that there is a risk of clogging is avoided. The deflection of the water flow indicated by arrows in Fig. 2 between the edges 16 ', 17', as experience has shown, has a noise-reducing effect.

Ein weiterer Vorteil der geschilderten Anordnung besteht darin, daß das eingestellte Drosselventil unter dem Einfluß der beim öffnen und Schließen des Zapfventils 5 auftretenden Druckänderungen kleine Bewegungen in der Größenordnung von etwa 0,01 mm ausführt. Während des Zapfens wirkt nämlich auf das Ventilverschlußstück 15 ein Staudruck im Sinne einer Spannung der Schraubenfeder 14. Hört dieser Staudruck nach Beendigung des Zapfens auf, dann verursacht die Schraubenfeder 14 die besagte kleine Bewegung des Ventilverschluß Stückes 15, die genügt, um einen etwaigen Fremdkörper im Ringspalt zwischen Flansch 15' und Fläche 9' so zu deformieren, daß er sich beim erneuten Zapfen löst und mit weggespült wird. Bei hohen Anschluß drücken steht die Ventilspindel 10 unter relativ hohem Druck der gespannten Schraubenfeder 14 und ist dadurch wirksam gegen unbeabsichtigte Verdrehung und Lockern bei etwaigen Erschütterungen, geschützt. Der eingestellte Drosselspalt kann sich daher nicht verändern, auch wenn ein gewisses Spiel im Gewinde der Ventilspindel vorhanden ist. Vielfach haben Drosselventile älterer Bauart infolge ihres Gewindespiels eine Rückschlagwirkung, so daß ein besonderes Sicherheitsventil vorgesehen, werden muß, was hier jedoch nicht nötig ist.Another advantage of the described arrangement is that the set throttle valve under the influence of the pressure changes occurring when opening and closing the nozzle 5 is small Performs movements of the order of about 0.01 mm. This is because it acts during the tapping process Valve closure piece 15 a dynamic pressure in the sense of a tension of the helical spring 14. Heard this dynamic pressure on completion of the pin, then the helical spring 14 causes said small movement of the valve closure piece 15, which is sufficient to remove any foreign matter in the annular gap between To deform flange 15 'and surface 9' so that it loosens when the pin is renewed and is washed away with it will. At high connection press the valve spindle 10 is under relatively high pressure of the tensioned Helical spring 14 and is therefore effective against unintentional twisting and loosening in the event of any Shocks, protected. The set throttle gap can therefore not change, even if a there is some play in the thread of the valve spindle is. Often, throttle valves of older designs have a non-return effect due to their thread play, so that a special safety valve must be provided, which is not necessary here.

Man kann natürlich, ohne aus dem Rahmen der Erfindung zu fallen, das Ventilverschlußstück 15 auch, in anderer Weise axial federnd mit der Ventilspindel 10 verbinden.One can of course without going beyond the scope of the invention to fall, the valve closure piece 15 also, in a different way, axially resilient with the valve spindle 10 associate.

Claims

Patent claims:

1. Throttle valve, preferably for adjusting the amount of water in instantaneous water heaters, with a valve closing piece which is connected to a valve spindle by a helical spring is, characterized in that the valve closure piece (15) has a central bore (16) and with the side facing away from the valve seat with the free end (13) of the valve spindle (10) forms a second adjustable throttle cross-section.

2. Throttle valve according to claim 1, characterized in that the valve seat by a plane Surface (9 ') of the valve housing (8) is formed with which a flange (15') of the valve closure piece (15) cooperates.

3. Throttle valve according to claim 1 or 2, da.-characterized in that the central bore (16) of the valve closure piece (15) has a nozzle shape that is widened towards the inlet side.

4. Throttle valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the end face of the free end (13) of the valve spindle (10) has a recess (17) with a protruding, preferably has a cutting edge (17 ') which has the correspondingly designed edge (16') of the valve closure piece (15) can overlap.

Considered publications: German Patent Specifications No. 896 883, 896 745.

1 sheet of drawings