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Vierwegemischventil Die Erfindung betrifft ein Vierwegemischventil
für Heizkörper oder Heizkessel von Pumpen-Warmwassersammelheizungsanlagen mit einer
Heizkörper- oder Heizkesselanschlußöffnung und einer Wasserablauföffnung, wobei
in der Nähe der Heizkörper- oder Heizkesselanschlußöffnung eine dem Wasserzulaufstrom
einen ausgeprägten Einlaufimpuls gebende Leitvorrichtung für den Wasservorlauf zum
Heizkörper oder Heizkessel und den Wasserrücklauf vom Heizkörper oder Heizkessel
angeordnet ist.
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Solche Vierwegemischventile werden bei Heizungskesseln vor allem dann
verwendet, wenn es sich um ölfeuerungskessel handelt, deren Temperatur nicht zu
stark absinken darf. In dem Vierwegemischventil wird das Rücklaufwasser mit Anteilen
des Vorlaufwassers gemischt, so daß das vom Ventil in den Heizkessel strömende Rücklaufwasser
eine höhere Temperatur hat als das dem Ventil zuströmende Rücklaufwasser. Vierwegemischventile
werden auch für die Steuerung von Heizkörpern, insbesondere in Einrohr- oder Einstrang-Heizungssystemen,
verwendet, um die Heizkörper zwischen dem völligen Abschalten und der Volleistung
regeln zu können.
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Es ist eine Leitvorrichtung eines Vierwegemischventils bekannt, die
in der Nähe der Heizkörperanschlußöffnung angebracht ist und diese in zwei übereinanderliegende
Öffnungen, nämlich für den Wasserzulauf und den Wasserablauf, unterteilt. Als Ventilkörper,
der gleichzeitig als Teil der Leitvorrichtung wirkt, ist hier eine längliche Drehklappe
benutzt, weiche zwei halbkegelförmige Ausbuchtungen und eine Betätigungs- und Führungsstange
aufweist. Diese halbkegeligen Ausbuchtungen haben einen halbringförmigen Rand und
dienen ebenfalls zur Führung sowie zur Abdichtung der Drehklappe. Da der ganze Rand
der Drehklappe als Dichtfläche dient, jedoch nicht fest gegen das Ventilgehäuse
gepreßt werden kann, ist die Abdichtung des Vierwegemischventils für die geschlossenen
Stellungen dann ungenügend, wenn dieses in Pumpheizungssystemen Anwendung findet.
Das Wasser gelangt infolge des Pumpdruckes durch die Spalte hindurch und durchströmt
beispielsweise ungewollt den Heizkörper. Da das Gehäuse ziemlich viele Dichtflächen
und Führungsflächen aufweist, die zueinander genau ausgerichtet sein müssen, ist
die Herstellung des Vierwegemischventils entsprechend teuer.
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Ein anderes Vierwegemischventil ist bekanntgeworden, bei dem ebenfalls
in der Nähe der Heizkörperanschlußöffnung eine Leiteinrichtung vorgesehen ist, welche
die Heizkörperanschlußöffnung in zwei übereinanderliegende Öffnungen, nämlich für
den Wasserzulauf und den Wasserablauf, unterteilt. Diese Leiteinrichtung weist ein
in die Heizkörperanschlußöffnung eingeschobenes Rohr auf, so daß dem Wasserstrom
ein ausgeprägter Einlaufimpuls erteilt wird. Als Ventilkörper ist ein hohlzylindrischer
Drehschieber verwendet, der zwei seitliche und eine stirnseitige Öffnung aufweist.
An den seitlichen, vor allem in den Zwischenstellungen ziemlich verengten Öffnungen
des Drehschiebers ist eine scharfe Umlenkung des Wasserstromes gegeben, was strömungstechnisch
ungünstig ist. Da ein solcher Drehschieber eine gewisse Leichtgängigkeit haben muß,
als Dichtfläche jeweils nur ein schmaler Streifen des Drehschiebers wirkt, ist die
Abdichtung bei Pumpenwarmwassersammelheizungsanlagen ungenügend.
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Es ist auch für Vierwegemischventile bekannt, eine Leiteinrichtung
in der Anschlußöffnung eines Heizkessels anzuordnen, wobei diese Anschlußöffnung
ebenfalls in zwei übereinanderliegende Öffnungen unterteilt wird. Eine solche bekannte
Einrichtung arbeitet mit einem Drehschieber als Ventilkörper; sie wird nicht universell,
sondern nur in Verbindung mit einem Heizwasserkessel angewendet, von dem sie ein
Teil bildet.
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Ferner ist ein ausgehöhlter Ventilkörper in einem Niederschraubventil
bekanntgeworden. Die hohle Ausbildung hat lediglich den Zweck, das Gewicht der als
Drosselkörper benutzten Verlängerung des Ventilkörpers herabzusetzen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein preiswert zu erstellendes Vierwegemischventil
zu schaffen, das die angeführten Nachteile nicht aufweist.
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Das Vierwegemischventil nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß ein axial zur Heizkörper- oder Heizkesselanschlußöffnung verschiebbarer, hohler
Ventilkörper 2 durch eine nicht verschließbare Öffnung 4 mit einer Ventileinlaufkammer9
verbunden ist und zwei Stirnflächen aufweist, die in bekannter Weise im Sinne einer
Festlegung der Querschnitte der zu mischenden Wasserströme
mit
Ventilsitzen 10, 11, welche an jeweils einer Seite einer Mischkammer
3 angeordnet sind, zusammenarbeiten und in den Endstellungen der Axialverschiebung
die Mischkammer 3 jeweils an einer Seite dicht verschließen.
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Der hohle Ventilkörper kann auf die Ventilsitze gepreßt werden, so
daß die Abdichtung vollständig ist. Der Durchmesser des Ventilkörpers# kann so groß
gemacht werden, daß der Ringraum zwischen Ventilkörper und Ventilsitz in einer Endstellung
des Ventils einen Querschnitt aufweist, der dem Querschnitt der zum Ventil führenden
Rohrleitungen entspricht. Die Drosselwirkung des Ventils ist demnach gering.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist als Leitvorrichtung an
den hohlen Ventilkörper ein Rohr angesetzt, das bei der Verstellung des Ventilkörpers
auf Rippen gleiten kann.
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Es ist an sich bekannt, ein in den Heizkörper ragendes Rohr als Leitvorrichtung
zu verwenden. Diese bekannten Leitrohre bilden jedoch keinen Teil eines Mischventils.
Sie sind nicht an einen hohlen Ventilkörper angesetzt, sondern mit dem Ventilgehäuse
verschraubt.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise und
schematisch dargestellt. Es zeigt die einzige Figur einen Längsschnitt durch ein
Vierwegemischventil mit ständiger Verbindung zwischen Strangeinlauf und Heizkörper
bzw. Kesseleinlauf.
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In dem Ventilgehäuse 1 ist ein hohler, an beiden Enden offener
Ventilkörper 2 axial zur Anschlußöffnung verschiebbar angeordnet und hat eine insbesondere
hohlzylindrische Ausbildung. An den Stimflächen des Zviinders sind Ventildichtflächen
angeordnet. Im A#Benraum des hohlzylindrischen Ventilkörpers 2, zwischen diesen
Ventildichtflächen, ist eine Mischkammer 3 angeordnet. Das eine Ende des
Ventilkörpers 2 läuft in Stege aus, die zwischen sich Fenster 4 frei lassen. Dadurch
ist eine nicht verschließbare Öffnung 4 gegeben. An das Ende der zusammenlaufenden
Stege ist eine Gewindespindel 5
angeschlossen, die das Gehäuse durchsetzt.
Durch Drehen der Spindel 5 mittels eines Hebels oder Handrades
6 wird der Ventilkörper 2 axial in Richtung der Anschlußöffnung verstellt.
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Im rechten Winkel zur Ventilachse ist am Gehäuse ein Gewindestutzen
7 vorgesehen, der in die Mischkammer 3 mündet. Der Gewindestutzen
7 bildet den Strangauslauf, an dem bei Verwendung des Ventils in einem Heizkörper
der Rücklaufstrang, in einem Heizkessel der Vorlaufstrang angeschlossen ist. Neben
dem Gewindestutzen 7 ist ein weiterer Gewindestutzen 8 so angeordnet,
daß das durch ihn laufende Wasser durch die Öffnung 4 in den Hohlraum des Ventilkörpers
2 eintreten kann. An diesen Gewindestutzen 8 wird bei Verwendung am Heizkörper
der Vorlaufstrang, am Heizkessel der Rücklaufstrang angeschlossen. Mit dem Ventilkörper
2 zusammenarbeitende Ventilsitze 10 und 11 liegen zwischen der Ventileinlauf-
oder Zulaufkammer 9 und der Mischkammer 3 einerseits und zwischen
der Anschlußöffnung und der Mischkammer 3 andererseits. Die Ventilsitze
10, 11 sind demnach an jeweils einer Seite der Mischkammer 3 angeordnet.
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Zur Befestigung des Ventils in einer Anschlußöffnung ist ein Gewindestutzen
12 vorgesehen, in den ein Kupplungsstutzen 13 eingeschoben und durch eine
überwurfmutter befestigt ist. über den Kupplungsstutzen 13 ist das Ventil
an den Heizkessel bzw. Heizkörper angeschlossen, in dem das äußere Ende des Kupplungsstutzens
13 in die herkömmliche obere oder untere Anschlußbohrung des ersten Gliedes
14 des Heizkörpers bzw. Heizkessels eingesehraubt ist. Das innere Ende des Kupplungsstutzens-13-
ragt bis an die Mischkammer 3 und weist den Ventilsitz 11
auf. Der
Kupplungsstutzen bildet demnach ein Teil des Gehäuses des Mischventils. Das in den
Gewindestutzen 12 hineinragende Ende des Kupplungsstutzens 13 hat einen größeren
Außendurchmesser als der Ventilkörper 2, um vor Einbau des Kupplungsstutzens
13 den Ventilkörper 2 in das Gehäuse einsetzen zu können.
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Am Ende des Ventilkörpers 2, das nach dem Kupplungsstutzen
13 zu liegt, ist innerhalb der Ventildichtfläche ein Rohr 15 angesetzt,
das über das Ende des Kupplungsstutzens 13 hinaus in den Heizkörper bzw.
den Heizkessel hineinragt. Dabei ist das Rohr 15
durch an der Innenwand des
Kupplungsstutzens 13
vorgesehene Rippen 16 geführt. Das Rohr
15 wirkt als Leitvorrichtung für den in den Heizkörper bzw. Heizkessel eintretenden
Wasserstrom, so daß diesem ein ausgeprägter Einlaufimpuls erteilt wird.
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Die Mischkammer 3 ist zum Ventilkörper exzentrisch derart angeordnet,
daß der Teil der zylindrischen Wandung, in den der Gewindestutzen 7
mündet,
einen größeren Abstand vom Ventilkörper 2 hat als der gegenüberliegende Teil.
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In der dargestellten Stellung ist der Ventilkörper 2 mit Hilfe des
Handrades 6 so weit nach rechts verstellt, daß die Verbindung zwischen der
Mischkammer 3 und dem in die Heizkörper bzw. Heizkessel mündenden Ringraum
zwischen dem Rohr 15
und dem Kupplungsstutzen 13 unterbrochen und zwischen
dem Ventilkörper 2 und dem Ventilsitz 10
ein Ringraum zum Durchtritt des Wassers
gegeben ist. Da dieser Ringraum am Außendurchmesser des Ventilkörpers 2 liegt, ist
sein Querschnitt, selbst bei geringer Verschiebung des Ventilkörpers 2, relativ
groß. Das durch den Gewindestutzen 8 zulaufende Wasser kann also aus der
Zulaufkammer 9 in die Mischkammer 3 einströmen, so daß der bei
8 angeschlossene Strungeinlauf und der bei 7 angeschlossene Strangauslauf
unmittelbar miteinander verbunden sind. Da der Rücklauf in die Mischkammer
3 am Ventilsitz 11 gesperrt ist, kann das Wasser nicht durch den Heizkörper
strömen. Bei einer Einstrangheizung läuft also in dieser Stellung des Ventilkörpers
das Vorlaufwasser unmittelbar aus dem Vorlaufstrang in den Rücklaufstrang, über
den es zum nächsten Heizkörper strömt. Das Ventil ist also so geschaltet, daß der
zugeordnete Heizkörper abgestellt ist.
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Wird dagegen das Handrad 6 so verstellt, daß der Ventilkörper
2 am Ventilsitz 10 anliegt und demzufolge die Verbindung zwischen der Zulaufkammer
9 und der Mischkammer 3 absperrt, so ist die unmittelbare Verbindung
zwischen dem Strangeinlauf bei 8 und dem Strangauslauf bei 7 unterbrochen.
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doch ist die Mischkammer gegenüber dem Heizkörper geöffnet, da der Ventilkörper
2 vom Ventilsitz 11 abgehoben ist. Bei einer Einstrangheizung läuft dann
also die gesamte Vorlaufwassermenge durch die Fenster 4, den Ventilkörper 2 und
das Rohr 15 in den Heizkörper, strömt durch die jenseits des Endes des Rohres
15 angeordneten Rippen des Heizkörpers vor und durch die. zwischen -dem äußeren
Ende des
Rohres 1.5 und dem Ventil angeordneten Rippen zurück
in den Ringraum zwischen Rohr 15 und Kupptungsstutzen 13, aus dem
es durch die Mischkammer und den bei 7 angeschlossenen Strang aus dem Ventil
ausströmt. Der Heizkörper ist also in dieser Stellung voll eingeschaltet.
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In Zwischenstellungen des Ventilkörpers 2 zwischen den beiden Endstellungen
fließt mehr oder weniger Wasser aus dem Vorlauf bei 8 unmittelbar am Ventilsitz
10 vorbei in die Mischkammer 3 und in den Rücklauf, während die übrige
Wassermenge durch den Hohlraurn des Ventilkörpers 2 hindurch in den Heizkörper strömt
und dort Wärme abgibt, bevor sie ebenfalls wieder in die Mischkammer 3 und
von dort in den Rücklauf 7 gelangt. Bemerkenswert ist, daß im Maße der Verstellung
des Handrades 6 und damit der Lageveränderung des Ventilkörpers 2 die Strömungsquerschnitte
der in die Mischkammer 3 eintretenden Wasserströme zu- bzw. abnehmen, so
daß eine annähernd lineare Abhängigkeit zwischen Verstellung des Handrades
6 und Mischverhältnis des in die Mischkammer 3 eintretenden Wassers
gegeben ist. Dies ist vor allem bei Einrohr-Warmwasserheizungssystemen von Vorteil.