DE1282393B - Mischhahn fuer Heizanlagen - Google Patents

Description

• Mischhahn für Heizanlagen Die Temperaturregelung bei Heizanlagen erfolgt üblicherweise über Mischhähne, die eine regelbare Menge des Rücklaufstromes dem heißen Vorlauf zumischen. Bei diesem Verfahren wird die Temperatur des Kessels konstant beibehalten.
• Das Grundsystem dieser Mischhähne ist schematisch in den Zeichnungen F i g. 1 bis 6 dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Mischhahn bei Höchsttemperatur, F i g. 2 eine Ansicht dieses Hahns von oben, F i g. 3 den gleichen Hahn in Mittelstellung, F i g. 4 den Hahn der F i g. 3 von oben, F i g. 5 .die Strömungslinien bei einer bereits bekannten Verbesserung des Kükens und F i g. 6 die Durchflußquerschnitte nach F i g. 5 bei vier markanten Hahnstellungen.
• Bei dem Hahn 1 sind die Anschlußstutzen vom Kessel K her mit l a, zum Kessel hin mit 1 b, zur Heizung H hin mit 1 c und der Rücklauf von der Heizung mit 1 d bezeichnet. In einem z. B. zylindrischen Hohlraum 2 ist das aus einer Trennwand bestehende Küken 3 mit einer Mittelnabe 3 a so in einer Welle 4 gelagert, daß es zwischen den Endstellungen des vollen Vorlaufs (F i g. 1) und des ganz abgesperrten Vorlaufs (gestrichelt in F i g. 1) stufenlos regelbar ist. Der Strömungsverlauf S zeigt den vollen Umlauf; die gestrichelten Strömungslinien zeigen den Kesselkreis S 1 und den Heizungskreis S 2.
• Steht das Küken gemäß F i g. 3 in Mittelstellung, dann teilt sich der Kesselkreis S 1 in einen Heizstrom-Anteil S 3 und in einen Kesselrücklauf-Anteil S 4, während der Heizungsrücklauf S 2 sich analog in einen Anteil S 5, der wieder in die Heizung einläuft, und in einen zum Kessel geführten Anteil S 6 aufspaltet.
• Bekanntlich ist jedoch das Mischungsverhältnis bei dieser Ausführungsform nicht linear zum Drehwinkel des Kükens. Um das zu erreichen, hat man bereits vorgesehen, am Küken 3 oben ein an der Zylinderwandung 2 anliegendes Ansatzstück 5 (vgl. F i g. 5) anzubringen, das mit einem kurvigen Ausschnitt 5 a versehen ist.
• Dieses Ansatzstück schnürt den vom Kessel K kommenden Heißstrom S 3 so ein, daß weitgehend die gewünscht linearen Verhältnisse entstehen (die Stromanteile S4, S 5 und S 6 regeln sich danach selbsttätig durch Vollauf der Leitungen). F i g. 6 zeigt hierzu schematisch die Durchflußquerschnitte der Stromanteile bei fast gesperrtem Heißstrom S 3, mäßig offenem Heißstrom, fast gesperrtem Rücklauf S 5 und voll gesperrtem Rücklauf, bei dem maximaler Durchfluß des Heißstromes S 3 frei ist. Diese Lösung ist aber unbefriedigend, da der Wirkungsgrad und die Leistung hierbei sehr niedrig ist. Das wird zwiefach verursacht, nämlich einmal durch die beträchtliche Querschnittsbeschränkung und zum anderen zusätzlich durch die starke Wirbelbildung im Bereich des Ansatzstückes 5, 5 a, wie sie in den Strömungslinien der F i g. 5 angedeutet ist. Daß solche Querschnittsverengungen weitestgehend vermieden werden sollten, ist dem Fachmann geläufig, und es sind bereits anderweitig Mehrwegventile bekannt, deren Durchflußquerschnitte an der Absperrstelle in jeder Stellung des Absperrorgans die gleiche Summe bilden. Ferner sind auch Ventile bekannt, bei welchen die Trennblätter von der Drehachse aus zu den A#breißkanten hin keilförmig verlaufen und mit Leitflossen versehen sind, die zu der Abreißkante abgewinkelt am Trennblatt angeordnet sind. Diese bekannten Ventile sind jedoch auf Grund ihrer symmetrischen Bauart nicht geeignet, die angestrebte Regelcharakteristik zu erreichen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kükenform zu finden, die ebenfalls das gewünschte, lineare Mischungsverhältnis erreicht, ohne dabei wesentliche Einschnürungen des Durchflußquerschnitts und erhöhte Wirbelbildungen zu verursachen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das oberhalb der Drehachse liegende Trennblatt des Kükens so verformt ist, daß seine Mittellinie eine geradlinige Verlängerung des unteren Trennblattes bildet, seine Seitenkanten jedoch nach oben zu gegen den heißen Einlauf hin verzogen sind.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den folgenden Figuren der Zeichnung veranschaulicht und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt F i g. 7 ein Küken im Höhenschnitt, F i g. 8 eine Ansicht der F i g. 7 von unten, F i g. 9 die schematischen Durchflußquerschnitte in vier markanten Kükenstellungen (analog F i g. 6) und F i g. 10 das Beispiel einer Variante. Das untere Trennblatt 3 des Kükens entspricht bei dem Beispiel gemäß F i g. 7 und 8 den bekannten Ausführungen. Das obere Trennblatt 6 dagegen ist erfindungsgemäß so gewölbt, daß seine Mittellinie (Schnittlinie in F i g. 7) in der Verlängerung des unteren Trennblattes 3 liegt und seine Seitenkanten bis zum oberen Rand nach links verzogen sind, so daß die Oberkante gemäß F i g. 8 (und entsprechende Horizontalschnitte) einen Bogen bildet.
• In F i g. 9 sind die gleichen Hahnstellungen wie in F i g. 6 gezeigt: Heißleitung S 3 fast geschlossen, halb offen, fast offen und ganz offen. Ein Vergleich mit F i g. 6 zeigt jedoch die wesentlichen Vorteile der Erfindung: Während dort der Anteil der durch fünf eingeschnürte Querschnittsflächen beträchtlich ist, ist er bei der Erfindung auf die Trennwand allein beschränkt. Es ist jedoch nicht nur der verlorene Querschnitt von Bedeutung, sondern auch das Mischungsverhältnis S 3 zu S 5 ändert sich ganz wesentlich. Wenn das oberste Bild den technischen Mindestquerschnitt für S 3 darstellen soll, dann ist bei gleicher Stellung die Fläche S 5 bei der erfindungsgemäßen Ausführung um etwa 30% größer als bei der bekannten Form. Das Mischungsverhältnis S 5 : S 3 wächst damit ebenfalls und bewirkt eine beträchtliche Vergrößerung des unteren Regelbereichs bei der Erfindung.
• Vergleicht man andererseits die für S 3 ganz offenen Stellungen, dann verbleibt bei der bekannten Ausführung eine zwanzig- bis dreißigprozentige Einschnürung durch das Ansatzstück 5 bestehen, während bei der Erfindung der volle Querschnitt freigegeben wird, was eine entsprechende Erhöhung auch des oberen Regelbereichs bedeutet.
• Daß die Oberkante des oberen Trennblattes 6 nicht unbedingt einen Boden darstellen muß, sondenn ebensogut auch einen Winkel 6 a bilden kann, wie in F i g. 10 schematisch dargestellt ist, bedarf keiner Betonung. In diesem Fall besteht das obere Trennblatt aus zwei verwundenen Flächen mit geradlinigen Außenkanten. Natürlich kann auch jede andere, komplexe Form gewählt werden - maßgebend ist nur, daß die Durchflußverhältnisse nach F i g. 9 sinngemäß beibehalten werden und das Trenn:-Blatt keine quer zur Fließrichtung stehenden Ansätze trägt.
• Eine nicht dargestellte Variante des Kükens 3, 6 besteht darin, daß das untere Trennblatt 3 zentralsymmetrisch zum oberen gestaltet ist, wodurch jede Verkleinerung des Querschnitts S 3 mit einer gleichsinnigen Verkleinerung des Querschnitts S 6 verbunden ist usf. Dies kann in vielen Fällen zu einer spürbaren Druckentlastung der Kesselleitung S 1 führen.
• Zweckmäßig ist es, wenn sich die Trennblätter von der Nabe aus verjüngen und so dünn wie möglich an den Abreißkanten auslaufen. Wird .hierbei zusätzlich der Innenraum des Hahns 1 a, 1 b, 1 c, 1 d und der Hohlzylinder 2 so dimensioniert, daß an jeder Stelle und in jeder Kükenstellung die Summe der zusammengehörenden Durchflußflächen stets etwa gleich groß der Fläche -des vollen Leitungsquerschnitts ist, dann kann dadurch ein Optimum des Wirkungsgrades erreicht werden, der sich wiederum auch auf die Stärke der eingeschalteten Umlaufpumpe auswirken kann.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Mischhahn für Heizanlagen, zwei Ein- und zwei Abläufe enthaltend, -dessen Küken aus einer Trennwand besteht, die stufenlos auf jede Beimischung der Zuläufe in die Abläufe einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das oberhalb der Drehachse (4) liegende Trennblatt (6) so verformt ist, daß seine Mittellinie eine gradlinige Verlängerung des unterhalb der Achse liegenden Trennblattes (3) bildet, seine Seitenkanten jedoch nach oben zu gegen den heißen Einlauf (1 a) hin verzogen sind.
2. 2. Mischhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Trennblatt (6) an der Drehachse (4) gradlinigen Querschnitt (3 a) aufweist und seine obere Abreißkante bogenförmig ist.
3. 3. Mischhahn nach Anspruch 1, dadurch "gekennzeichnet, daß das obere Trennblatt (6) an der Drehachse (4) gradlinigen Querschnitt (3 a) aufweist und seine obere Abreißkante einen gleichschenkligen Winkel (6a) bildet.
4. 4. Mischhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das unterhalb der Drehachse (4) liegende Trennblatt zentralsymmetrisch zum oberen. Trennblatt (6 oder 6a) gestaltet ist.
5. 5. Mischhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennblätter (3, 6) von der Drehachse (4, 3a) aus zu den Abreißkanten hin keilförmig zusammenlaufen.
6. 6. Mischhahn nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Hahnes (1 a, 1 b, 1 c, 1 d) und der Hohlzylinder (2) so dimensioniert sind, daß in jeder Kükenstellung die Summe der zusammengehörenden Durchflußflächen (S3, S4 und S5, .S.6) an jeder Stelle etwa gleich der Fläche des vollen Leitungsquerschnittes ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1108 532, 1214494.