DE1282304B

DE1282304B - Flow rate regulator, in particular for connection to electrical hot water devices

Info

Publication number: DE1282304B
Application number: DEL44036A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Bornkessel; Adolf Hay
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1963-02-01
Filing date: 1963-02-01
Publication date: 1968-11-07

Description

Durchflußmengenregler, insbesondere zum Anschluß an elektrische Heißwassergeräte Die Erfindung betrifft einen Durchflußmengenregler, insbesondere zum Anschluß an elektrische Heißwassergeräte, mit in Strömungsrichtung gegen eine feste Lochplatte sich abstützende, elastisch verformbare Lochmembranscheibe, deren Durchflußöffnung sich zu- und abflußseitig hin trichterförmig erweitert und bei der die Weite der Durchflußöffnung zusätzlich durch eine in axialer Richtung verschiebbare Spindel veränderbar ist.Flow rate regulator, in particular for connection to electrical hot water devices The invention relates to a flow regulator, in particular for connection to electric hot water devices with a fixed perforated plate in the direction of flow supporting, elastically deformable perforated membrane disk, the flow opening of which expands in the shape of a funnel on the inflow and outflow side and in which the width of the Flow opening additionally through a spindle which can be moved in the axial direction is changeable.

Es ist ein Durchflußmengenregler bekannt, bei dem in einem Durchflußgehäuse eine elastische verformbare Lochmembranscheibe vorgesehen ist, die unmittelbar beim Durchströmen einer Flüssigkeitsmenge ihren Lochquerschnitt verändert.A flow regulator is known in which in a flow housing an elastic, deformable perforated membrane disk is provided, which is immediately attached to Flowing through a quantity of liquid changes its hole cross-section.

Dieser bekannte Durchflußmengenregler für Heißwassergeräte, die im Durchlauf betrieben werden, weist den Nachteil auf, daß unmittelbar nachdem der Regler von einer Flüssigkeitsmenge durchströmt wird, der Lochquerschnitt der elastischen Membranscheibe sich mehr oder weniger verformt. Diese Verformung der Lochmembranscheibe hat zur Folge, daß die durchströmende Flüssigkeit einer unerwünschten Drosselung und somit einen Druckverlust im Anfangsbereich unterworfen ist, wodurch die vom Benutzer des Heißwassergerätes verlangte Durchflußmenge in Abhängigkeit vom Leitungsdruck nur sehr langsam erreicht wird. Daraus ergibt sich der Nachteil, daß beim Öffnen der Warmwasserzapfstelle des Heißwassergerätes das zuerst ausströmende Wasser infolge der Drosselung durch die Membranscheibe eine sehr hohe Temperatur aufweist, so daß unter Umständen für den Benutzer die Gefahr einer Verbrühung bestehen kann. Des weiteren hält der vorerwähnte Regler die Durchflußmenge je Zeiteinheit erst dann konstant, wenn ein bestimmter Leitungsdruck ansteht. Bei einer ,graphischen Darstellung der Regelkennlinie dieses Mengenreglers in einem Schaubild, wobei auf der X-Achse der Leitungsdruck in atü und auf der Y-Achse die Durchflußmenge je Zeiteinheit aufgetragen ist, würde die Regelkennlinie dieses Mengenreglers etwa parabelförmig verlaufen.This well-known flow regulator for hot water devices that are in the Be operated continuous, has the disadvantage that immediately after the Regulator is flowed through by a quantity of liquid, the hole cross-section of the elastic Membrane disk is more or less deformed. This deformation of the perforated membrane disc has the consequence that the liquid flowing through an undesirable throttling and thus is subject to a pressure loss in the initial area, whereby the vom User of the hot water device required flow rate depending on the line pressure is reached only very slowly. This has the disadvantage that when opening the water that flows out first as a result of the hot water tap of the hot water device the throttling through the membrane disk has a very high temperature, so that there may be a risk of scalding for the user. Of only then does the aforementioned regulator hold the flow rate per unit of time constant when a certain line pressure is applied. With a graphic representation the control characteristic of this volume controller in a diagram, with on the X-axis the line pressure is plotted in atmospheres and the flow rate per unit of time is plotted on the Y-axis is, the control characteristic of this volume controller would be approximately parabolic.

Weiterhin sind Durchflußmengenregler in verschiedenen konstruktiven Ausführungen mit elastisch verformbaren Lochmembranscheiben bekannt, deren Durchflußöffnung sich zu- und abflußseitig hin trichterförmig erweitert. Die verformbare Lochmembranscheibe stützt sich dabei in Strömungsrichtung gegen eine feste Lochscheibe ab. Die Durchflußöffnungen in den Lochmembranscheiben sind zusätzlich durch eine in axialer Richtung verschiebbare Spindel veränderbar. Auch diese Durchflußmengenregler weisen den Nachteil auf, daß im Ansteigebereich der Regelkennlinie durch eine vorzeitige Verformung der elastisch verformbaren Lochmembranscheibe eine unerwünschte vorzeitige Drosselung und somit ein Druckverlust der durchströmenden Flüssigkeit stattfindet. Wird nun ein derartig ausgelegter Durchflußmengenregler in Gebieten mit niedrigem Leitungsdruck eingesetzt, so bewirkt das vorzeitige Verformen der Lochmembranscheibe einen zusätzlichen Druckverlust, der dazu führt, daß die Regeleigenschaft der elastischen Lochmembranscheibe überhaupt nicht mehr richtig zur Wirkung kommen kann.Furthermore, flow regulators are of various construction Designs with elastically deformable perforated membrane disks are known, their flow opening expands in the shape of a funnel on the inflow and outflow side. The deformable perforated membrane disc is supported against a fixed perforated disc in the direction of flow. The flow openings in the perforated membrane disks are additionally displaceable in the axial direction by a Changeable spindle. These flow regulators also have the disadvantage that in the rising range of the control characteristic due to a premature deformation of the elastic deformable perforated membrane disc an undesirable premature throttling and thus there is a pressure loss in the flowing liquid. Becomes one of those now designed flow regulator used in areas with low line pressure, the premature deformation of the perforated membrane disc causes an additional loss of pressure, which leads to the fact that the control property of the elastic perforated membrane disc at all can no longer really have an effect.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchflußmengenregler zu schaffen, dessen elastisch verformbare Lochmembranscheibe im Bereich kleiner Drücke eine nur geringe Drosselung des Strömungsmediums und damit eine ausreichende Durchflußmenge auch bei zu niederen Leitungsdruck gewährleistet.The invention is based on the object of a flow regulator to create the elastically deformable perforated membrane disc in the area smaller Press only a slight throttling of the flow medium and thus sufficient pressure Flow rate guaranteed even if the line pressure is too low.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen der elastischen Lochmembranscheibe und der ihr benachbarten festen Lochplatte ein auf die Lochmembranscheibe einwirkendes Federelement angeordnet ist, das erst nach überwinden seiner Vorspannkraft das Verformen der elastischen Lochmembranscheibe zuläßt.This object is achieved according to the invention in that between the elastic perforated membrane disk and the fixed perforated plate adjacent to it acting on the perforated membrane disk spring element is arranged, which only after overcome its pretensioning force the deformation of the elastic perforated membrane disc allows.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen vor allem darin, daß ein Verformen der eine bestimmte Durchflußmenge einregelnden elastischen Lochmembranscheibe erst dann beginnt, wenn ein entsprechender Leitungsdruck vorhanden ist, so daß bei niederen Leitungsdrücken eine unerwünschte zusätzliche Drosselung der durchströmenden Flüssigkeit verhindert wird.The advantages achieved with the invention are mainly that a deformation of the elastic perforated membrane disk regulating a certain flow rate only begins when a corresponding line pressure is present, so that at lower line pressures an undesirable additional throttling of the flowing through Liquid is prevented.

Im Ansteigebereich der Regelkennlinie ist somit nur ein sehr geringer Druckverlust der durch den Mengenregler strömenden Flüssigkeit zu verzeichnen, d. h. daß bei graphischer Darstellung der Regelkennlinie diese fast senkrecht ansteigt und erst bei Erreichen einer vorbestimmten Durchflußmenge umknickt und annähernd parallel mit der X-Achse des Koordinatenkreuzes verläuft. Darauf beruht .die Erkenntnis, daß bei Einsatz eines derartigen Durchflußmengenreglers bei elektrisch beheizten Heißwassergeräten unmittelbar nach Öffnen der Warmwasserzapfstelle gleich eine große Wassermenge entnommen werden kann und diese Durchflußmenge nicht übermäßig erhitzt ist, so daß eine Verbrühung für Aden Benutzer bei Beginn des Warmwasserzapfens ausgeschlossen ist.In the rising range of the control characteristic there is therefore only a very small one To record pressure loss of the liquid flowing through the flow regulator, d. H. that with graphical representation of the control characteristic this almost rises vertically and only kinks when a predetermined flow rate is reached and runs approximately parallel to the X-axis of the coordinate system. Based on it . The realization that when using such a flow regulator with electrical heated hot water devices immediately after opening the hot water tap a large amount of water can be withdrawn and this flow rate is not excessive is heated, so that a scalding for Aden user at the beginning of the hot water tap is excluded.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained in more detail.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Durchflußgehäuse eines Durchflußmengenreglers bezeichnet, dessen untere Seite zu einem Wassereinlaufstutzen 2 ausgebildet ist, während die Öffnung der oberen Seite durch eine Platte 3 unter Zwischenlage einer Dichtungsscheibe 4 flüssigkeitsfest verschlossen ist. Seitlich aus dem Gehäuse ist ein Auslaufstutzen 5 herausgeführt, der in axialer Richtung des Durchflußgehäuses weiterläuft.In the drawing, 1 is a flow housing of a flow regulator denotes, the lower side of which is formed into a water inlet nozzle 2, while the opening of the upper side through a plate 3 with the interposition of a Sealing washer 4 is sealed liquid-tight. The side is out of the housing an outlet nozzle 5 led out, which in the axial direction of the flow housing continues.

In dem Durchflußgehäuse ist eine elastisch verformbare Lochmembranscheibe 6 aus temperaturbeständigem Gummi, der vorzugsweise eine Härte von .etwa 65 Shore aufweist, innerhalb eines Abstandringes 7 axial beweglich gelagert. In Strömungsrichtung gesehen, ist oberhalb der elastischen Lochmembranscheibe 6 eine mit einem Außengewinde versehene feste Lochplatte 8 eingeschraubt. Zwischen der festen Lochplatte 8 und der elastischen Lochmembranscheibe 6 ist ein auf die Lochmembranscheibe 6 einwirkendes Federelement, und zwar eine sogenannte Sattelringfeder 9 vorgesehen, deren Sattel auf der Lochmembranscheibe 6 aufliegt. Die Vorspannkraft dieses Federelementes und die Shorehärte der elastischen Lochmembranscheibe sind dabei derart aufeinander abgestimmt, daß der Regelvorgang erst nach Beenden des Federweges, d. h. nach Überwinden der Vorspannkraft des Federelementes beginnen kann.An elastically deformable perforated membrane disk 6 made of temperature-resistant rubber, which preferably has a hardness of about 65 Shore, is mounted axially movably within a spacer ring 7 in the flow-through housing. Seen in the direction of flow, a fixed perforated plate 8 provided with an external thread is screwed in above the elastic perforated membrane disk 6. Between the fixed perforated plate 8 and the elastic perforated membrane disk 6, a spring element acting on the perforated membrane disk 6, namely a so-called saddle ring spring 9, is provided, the saddle of which rests on the perforated membrane disk 6. The biasing force of this spring element and the Shore hardness of the elastic perforated membrane disk are matched to one another in such a way that the control process can only begin after the spring travel has ended, ie after the biasing force of the spring element has been overcome.

Um zu erreichen, daß die Regelkennlinie innerhalb des Regelbereiches annähernd geradlinig verläuft, ist die Durchflußöffnung der Lochmembranscheibe zu- und abflußseitig hin trichterförmig ausgebildet, wobei sich der Abstand zwischen dem Rand der Ausflußöffnung und dem kleinsten Innendurchmesser der Lochmembranscheibe zu dem Abstand zwischen dem kleinsten Innendurchmesser und dem Rand der Einflußöffnung wie etwa 1: 3,5 verhält. Die Wasserdurchtrittsöffnung der festen Lochplatte 8 ist in Richtung der elastischen Lochmembranscheibe hin ebenfalls trichterförmig erweitert ausgebildet.To achieve that the control characteristic is within the control range runs approximately in a straight line, the flow opening of the perforated membrane disc is closed. and funnel-shaped on the outflow side, the distance between the edge of the outflow opening and the smallest inner diameter of the perforated membrane disk to the distance between the smallest inner diameter and the edge of the inlet opening behaves like about 1: 3.5. The water passage opening of the fixed perforated plate 8 is in the direction of the elastic perforated membrane disk also widened in a funnel shape educated.

Der Lochquerschnitt der Membranscheibe 6 ist zusätzlich durch eine von Hand einstellbare und in axialer Richtung des Durchflußgehäuses verschiebbaren Spindel 10, deren konisch ausgebildetes Ende 11 in die Durchflußöffnung der Lochmembranscheibe 6 hineinragt, verstellbar. Die Spindel ist durch die die obere Öffnung des Durchflußgehäuses verschließenden Platte 3 geführt. Auf dem aus der Platte herausgeführten Ende der Spindel ist eine kegelförmige Druckfeder 12 aufgeschoben, deren eines Ende in einer Vertiefung 13 der Platte 3 aufliegt, während sich das andere Ende dieser Feder an einem am Spindelende 14 angeordneten Bund 15 abstützt.The hole cross-section of the membrane disk 6 is additionally adjustable by a manually adjustable spindle 10 which is displaceable in the axial direction of the flow housing and the conical end 11 of which protrudes into the flow opening of the perforated membrane disk 6. The spindle is guided through the plate 3 closing the upper opening of the flow-through housing. A conical compression spring 12 is pushed onto the end of the spindle leading out of the plate, one end of which rests in a recess 13 of the plate 3, while the other end of this spring is supported on a collar 15 arranged at the spindle end 14.

An dem Gehäuse 1 ist mittels Schrauben 16 ein Bügel 17 befestigt, in dessen Seitenteilen 18 ein doppelarmiger Hebel 19 drehbar gelagert ist. Der spitz zulaufende eine Hebelarm 20 liegt mit seiner Spitze auf dem Spindelende 14 auf, während der andere Hebelarm sich auf einer durch ein handbetätigbares Organ 22 drehbaren Kurvenscheibe 21 abstützt.A bracket 17 is fastened to the housing 1 by means of screws 16, in the side parts 18 of which a double-armed lever 19 is rotatably mounted. One lever arm 20, which tapers to a point, rests with its tip on the spindle end 14, while the other lever arm is supported on a cam disk 21 which can be rotated by a hand-operated member 22.

Die Wirkungsweise dieses Durchflußmengenreglers ist folgende: Die axial beweglich * elastische Lochmembranscheibe 6 wird von der durchströmenden Flüssigkeit in Strömungsrichtung angehoben und gegen das Federelement 9 gedrückt. Erst nachdem die Vorspannkraft des Federelementes 9 überwunden ist, kann sich die Lochmembranscheibe verformen. Das Einregeln und Konstanthalten einer durch die Spindel 10 voreingestellten bestimmten Durchflußmenge je Zeiteinheit beginnt. Der in der Zeichnung dargestellte Durchflußmengenregler ist auf die maximalste Durchflußmenge je Zeiteinheit eingestellt. Durch Drehen der Kurvenscheibe 21 wird die Spindel 10 entgegen der Kraft der Druckfeder 12 in Pfeilrichtung verschoben und damit die Durchflußöffnung in den beiden Lochscheiben und somit die Durchflußmenge verkleinert.The mode of operation of this flow rate regulator is as follows: The axially movable * elastic perforated membrane disk 6 is lifted in the direction of flow by the flowing liquid and pressed against the spring element 9. Only after the pretensioning force of the spring element 9 has been overcome can the perforated membrane disc be deformed. The adjustment and keeping constant of a certain flow rate preset by the spindle 10 per unit of time begins. The flow regulator shown in the drawing is set to the maximum flow rate per unit of time. By turning the cam disk 21, the spindle 10 is displaced against the force of the compression spring 12 in the direction of the arrow and thus the flow opening in the two perforated disks and thus the flow rate is reduced.

Claims

Claims: 1. Flow regulator, especially for connection to electrical hot water devices, with a fixed perforated plate in the direction of flow supporting, elastically deformable perforated membrane disk, the flow opening of which expands in the shape of a funnel on the inflow and outflow side and in which the width of the Flow opening additionally through a spindle which can be moved in the axial direction changeable - is, d a = d -u r c h g e -k e n n z e I.ne t; that between the elastic Perforated membrane disc (6) and the fixed perforated plate (8) adjacent to it on the Perforated membrane disk acting spring element (9) is arranged, which only after overcome its pretensioning force allows the elastic perforated membrane disc to deform.

2. Flow regulator according to claim 1, characterized in that the spring element (9) a caliper ring spring is used. Publications considered: German Patent Specifications No. 561402, 834144 .; U.S. Patent Nos. 2,878,836, 2,684,081, 2,454,929, 2 728 355, 2 873 083, 2 960109, 2 925 243.