DE1500238C - Absperr- und Regelventil für Heizkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Absperr- und Regelventil für Heizkörper zur Zu- und Rückleitung des Heizmediums mit einem im Ventilkörper gehaltenen Innenrohr, welches unter Belassung eines Spaltes konzentrisch von einem in einen Gewindestutzen zum Einschrauben in eine Heizkörperrippe endenden Außenrohr umgeben ist und dessen im Ventilkörper befindliches Ende einen in Rohrleitungsrichtung verschiebbaren Ventilkolben trägt, der in der einen Endstellung den Spaltraum zwischen Innen- und Außenrohr, in der anderen Endstellung eine in Verlängerung des Innenrohres liegende Zu- oder Abflußöffnung gegen eine andere Zu- oder Abflußöffnung des Ventilgehäuses abschließt.

Vorgenannte Ventile sind für die gleichzeitige Zu- und Rückführung des Heizmediums bekannt und werden stirnseitig in den Fußteil des Heizkörpers eingeschraubt, wobei durch das eine Rohr, beispielsweise das Innenrohr, die Zuführung des Heizmediums erfolgt, während durch das andere, im genannten Beispiel durch das Außenrohr, die Abführung des Heizmediums in die Rückleitung vorgenommen wird.

Bei derartigen Ventilen besteht verständlicherweise die Gefahr, daß sich zwischen dem Zu- und Rückführungsrohr eine Kurzschlußströmung ausbildet und demgemäß ein Teil des Heizmediums, ohne den Heizkörper zu durchströmen, in die Rückführungsleitung gelangt. Hierdurch wird der Aufheizvorgang des Heizkörpers ungünstig beeinträchtigt, und es entstehen zusätzliche Verluste, da ein Teil des Heizmediums ausschließlich in den Zuleitungen und über die Kurzschlußströmung im Heizkörper im Kreislauf geführt wird. Um diesen Nachteil zu vermindern, hat man das Innenrohr gegenüber dem Außenrohr erheblich verlängert ausgebildet und hierdurch die Länge des Weges für die Kurzschlußströmung erheblich erhöht. Trotz dieser Ausführung läßt sich aber eine Kurzschlußströmung nicht ganz unterbinden. Darüber hinaus ergeben sich für das Heizmedium verschiedene Strömungswiderstände in dem Heizkörper je nachdem, durch welche Rippen das Medium von der Eintrittsstelle zu dem Austrittsrohr gelangt, da diese Wege unterschiedlich lang sind und im Fuß des Heizkörpers durch das verlängert ausgebildete Innenrohr des Ventils in dem Strömungsweg eine unterschiedliche Anzahl von Drosselstellen entsteht.

Aufgabe der Erfindung ist es, das eingangs genannte Ventil so weiterzubilden, daß ohne nennenswerten baulichen Aufwand eine Zwangsumlaufströ-. mung des Heizmediums im Heizkörper und somit eine beschleunigte und weitgehend gleichmäßige Aufheizung des gesamten Heizkörpers erzielt wird.

Zur Lösung vorstehender Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß bei dem eingangs genannten Absperr- und Regelventil das Innenrohr eine von der Einschraubseite des Ventils bis in die zweite Rippe des Heizkörpers reichende Länge aufweist und zusätzlich zu dem fest mit ihm verbundenen Ventilkolben eine auf dem Außenumfang längsvcrschieblich und ledernd gehaltene Dichtung trägt, die unter der Einwirkung der Feder den zwischen dem Vcrhindimgsnippcl der ersten und zweiten Heizkörperrippe und dem Innenrohr befindlichen Ringspalt ganz oder überwiegend abdichtet.

Die Erfindung geht somit von der Erkenntnis aus, daß es mit dem bekannten Ventil durch die neuartige Ausbildung möglich ist, die ventilseitige erste Rippe des Heizkörpers als ausschließliche Zulaufrippe für das Heizmedium zu verwenden, so daß das zugeführte Heizmedium über diese Rippe in den 5 oberen Bereich des Heizkörpers gelangt und sich dort auf die Gesamtlänge des Heizkörpers verteilt, um durch die anderen Rippen in den Fußteil des Heizkörpers und dort in die Rückführungsleitung zu gelangen.

ίο An sich ist es bekannt, bei Heizkörpern die erste Rippe als Zulaufrippe für das Heizmedium zu verwenden. Jedoch hat man bei den bisherigen Lösungen einen sehr erheblichen baulichen Aufwand für die Zu- und Abführung des Heizmediums sowie für den Abschluß der ersten Rippe gegen die übrigen Heizkörperrippen treiben müssen. Durch die Erfindung wird im Gegensatz zum Bekannten lediglich durch die gefederte Anordnung der längsverschieblich auf dem Innenrohr des Ventils gehaltenen Dich-

ao tung die erwünschte Wirkung des Zwangsumlaufes des Heizmediums im Heizkörper erreicht.

Bei der neuen Ausführung ist man allerdings nicht mehr frei in der Wahl des Zu- und Rückführungsrohres, da in jedem Falle die Rückleitung des Me- diums aus dem Heizkörper über das Innenrohr erfolgen muß, während das Außenrohr zur Zuführung des Mediums dient.

Es ist bei Ventilen seit langem bekannt, Ventilelemente, wie Kolben, Kegel, Teller, Hülsen od. dgl., unter Federlast auf Gegenflächen zur Anlage zu bringen, um während der Bewegung dieser Ventilelemente den zur Abdichtung derselben erforderlichen Anlagedruck auf den Gegenflächen zu erzeugen. Es ist auch bereits bekannt, derartige Ventilelemente auf Federn abzustützen, um Betätigungselemente nachgiebig mit den Ventilelementen zu verbinden und auf diese Weise die Möglichkeit zu schaffen, die Betätigungselemente zur Erzielung weiterer Ventilfunktionen auch dann noch bewegen zu können, wenn die Ventilelemente ihre Endlage eingenommen haben. Bei diesen Ventilen wird der erforderliche Überhub durch die Nachgiebigkeit der Federn geschaffen. Bei allen diesen bekannten Anwendungen von auf Federn abgestützten Ventilelementen handelt es sich um Anwendungsfälle, bei denen Feder und Ventilelement innerhalb des vom Ventilgehäuse umschlossenen Raumes angeordnet sind. Zur Verwirklichung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe aber ist es erforderlich, eine Abdichtung zwischen der ersten und zweiten Rippe im Heizkörper zu schaffen, d. h. also an einer Stelle, die außerhalb des vom Ventilgehäuse umschlossenen Raumes liegt. Außerdem soll auf diese Weise keine Betätigung, d. h. Öffnung oder Absperrung eines Strömungsweges je nach Betriebszustand erreicht werden, sondern vielmehr eine dauerhafte konstante Absperrung. Die bekannten Anwendungen federnd abgestützter Ventilelemente lassen sich daher zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe nicht heranziehen.

Erfahrungen haben gezeigt, daß als Dichtung bereits eine auf dem Innenrohr längsverschieblich gehaltene dünne Dichtungsscheibe ausreicht, um die Kurzschlußströmung zwischen Innen- und Außenrohr so weit zu unterbinden, daß hierdurch merkbare Verluste nicht mehr auftreten. Auch ist es nicht erforderlich, die mit der Dichtung zusammenwirkende Gegenfläche des Verbindungsnippels der ersten und

zweiten Rippe zu bearbeiten, da geringe Undichtigkeiten keinen spürbaren Einfluß auf die obengenannte Funktionsweise haben.

Zweckmäßig ist es jedoch nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, wenn die Dichtung in Form einer Schiebehülse mit stirnseitig angeordnetem Dichtungsring, vorzugsweise hochelastischem Runddichtring ausgerüstet ist, der unter der Einwirkung der Federkraft sowohl auf dem Innenrohr als auch auf der Stirnfläche des Nippels anliegt. Hierdurch wird ein verhältnismäßig dichter Abschluß des Ringspaltes zwischen Innenrohr und Nippel erzielt, so daß praktisch die gesamte zugeführte Heizflüssigkeit über die erste Rippe den anderen Heizkörperrippen zugeleitet wird, ohne daß sich eine Kurzschlußströmung ausbilden kann. Der bauliche Aufwand ist auch bei dieser Ausführung äußerst gering. Die Ausrüstung des Ventils mit einer derartigen Schiebehülse und zugehörigem Dichtungsring läßt sich ohne zusätzliche Montagearbeiten mit einem einzigen Handgriff bewerkstelligen.

Zweckmäßig ist es, wenn als Feder eine das Innenrohr umschließende Schraubendruckfeder vorgesehen ist. Durch diese Anordnung kann die übliche Ausführung des Ventils mit längsverschiebbarem Innenrohr beibehalten werden, da die Feder sich nicht auf einem Widerlager des Innenrohres abstützt und die Längsbewegungen des Innenrohres keinen Einfluß auf die wirksame Federkraft haben. Außerdem läßt sich die Schraubendruckfeder bekanntlich sehr wirtschaftlich herstellen und in einfacher Weise so bemessen, daß der jeweilige erforderliche Dichtungsdruck von ihr aufgebracht wird.
. In den Fällen, in denen besonderer Wert auf einen vollständigen Abschluß des Ringspaltes zwischen Innenrohr und Nippel gelegt wird, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die mit der Dichtung zusammenwirkende Stirnfläche des Nippels eine vorzugsweise durch eine Phase gebildete glatte Anlagefläche für die Dichtung aufweisen. In diesem Falle bildet somit die Stirnfläche des Nippels praktisch eine Sitzfläche, so daß man auch mit weniger elastischen Dichturigswerkstoffen für die Dichtung auskommt, die insbesondere bei sehr hohen Temperaturen des Heizmediums zweckmäßig zu verwenden sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Die Figur zeigt einen Teilschnitt durch den Fußteil eines Rippenheizkörpers mit dem zugehörigen Ventil.

Das Ventil weist ein Gehäuse 1 auf, welches auf dem den Heizkörperrippen 2,3 zugewandten Ende in einen Gewindestutzen 4 ausläuft, der stirnseitig in die erste Rippe 2 des Heizkörpers eingeschraubt ist.

Das Gehäuse ist weiterhin versehen mit einer Zuflußöffnung 5, welche als Gewindebohrung ausgebildet ist und die dem Betätigungsknopf 6 gegenüberliegt. Es ist fernerhin ausgerüstet mit einer Ablauföffnung 7, die ebenfalls als Gewindebohrung ausgebildet ist. In die Bohrungen 7 bzw. 5 können die erforderlichen Zu- bzw. Ableitungen für das zu- und abgeführte Heizmedium, vorzugsweise Wasser, eingeschraubt werden.

Der Gewindestutzen 4 des Gehäuses 1 bildet gleichzeitig ein Außenrohr, welches ein Innenrohr 8 umschließt, dessen Außendurchmesser kleiner'gehalten ist als der Innendurchmesser des Außenrohres, so daß zwischen dem Innen- und Außenrohr ein Spaltraum 9 entsteht, in dem am Außenrohr angeformte Führungs- und Stützrippen bzw. Stege in Rohrlängsrichtung verlaufen, die bis auf die Außen-

5 oberfläche des Innenrohres 8 reichen. Am rückwärtigen Ende des Innenrohres 8 ist im Inneren des Ventilgehäuses ein Ventilkolben 10 vorgesehen, der fest auf dem Innenrohr 8 gehalten ist. Der Ventilkolben weist eine umfängliche Ausnehmung 11 auf,

xo in die eine mit dem Betätigungsgriff 6 drehsicher verbundene Exzenterscheibe 12 eingreift, so daß bei Drehbewegungen des Betätigungsknopfes über dessen Exzenterstange 13 und über die Exzenterscheibe 12 der Ventilkolben 10 in verschiedene Stellungen übergeführt werden kann. In der einen Endstellung, die in der Figur wiedergegeben ist, hat der Ventilkolben 10 den Spalt 9 zwischen Innenrohr 8 und Außenrohr 4 freigegeben, so daß das durch die Zuströmöffnung 5 eintretende Heizmedium durch den

ao Spalt 9 in den Innenraum der Rippe 2 gelangen kann. Dabei ist gleichzeitig der Innenraum des Ventilgehäuses gegen die Ausströmöffnung 7 abgedichtet, so daß nur die in das Innenrohr 8 gelangende Heizflüssigkeit bei ihrem Rücklauf zu der Austrittsöffnung 7 gelangen kann.

Das Innenrohr 8 ist, wie die Figur erkennen läßt, in seiner Länge so gehalten, daß es sich bis in den Fußraum der zweiten Rippe 3 des Heizkörpers erstreckt. Es trägt eine längsverschieblich gehaltene Hülse 14. die auf ihrer Stirnseite mit einem Runddichtring 15 ausgerüstet ist, welcher sich sowohl auf der Außenoberfläche des Innenrohres 8 als auch auf der Stirnseite bzw. auf der Innenkante des Gewindenippels 16 zwischen der ersten und zweiten Rippe des Heizkörpers abstützt. Über eine Schraubendruckfeder 17 wird auf die Hülse 14 und die Dichtung 15 eine Andruckkraft ausgeübt. Auf der der Hülse abgekehrten Seite stützt sich die Feder 17 auf dem Außenrohr 4 bzw. den im Spalt 9 befindlichen Stegen dieses Außenrohres 4 ab.

Da die Schiebehülse 14 und der Runddichtring 15 auf der glatten Außenoberfläche des Innenrohres 8 gleiten können, behinde"rt diese Anordnung nicht die Längsbeweglichkeit des Innenrohres 8 zur Uberführung in die verschiedenen Betriebsstellungen.

Durch die dargestellte Anordnung wird erreicht, daß die erste Rippe 2 des Heizkörpers in ihrem Fußbereich gegen die zweite Rippe 3 und damit auch gegen die übrigen Heizkörperrippen abgedichtet wird und somit die durch den Spaltraum 9 eintretende Heizflüssigkeit in der Rippe 2 zunächst in den Kopfteil des Heizkörpers gelangt und von dort über die übrigen Rippen des Heizkörpers verteilt wieder in den Fußteil der Rippe übergeführt wird sowie in das Innenrohr 8 eintreten kann, um durch'dieses Innenrohr und die Ausströmöffnung 7 in die Rückleitung der Heizungsanlage zu gelangen.

Es wird somit ein Zwangsdurchlauf des Heizmediums bewirkt, ohne daß zwischen den Ein- und Ausströmquerschnitten für das zu- und abgeführte Heizwasser eine Kurzschlußströmung entstehen kann.

Statt der Schiebehülse 14 und des Runddichtringes

kann ohne weiteres auch eine Dichtungsscheibe zweckmäßig mit elastischer Dichtfläche vorgesehen sein, welche eine weitgehende Abdichtung des Spaltraumes zwischen dem Gewindenippel 16 und dem Innenrohr 8 bewirkt. Geringe Undichtigkeiten führen dabei nicht zu merkbaren Kurzschlußströmungen, da

in jedem Falle die Undichtigkeitsstellen gleichzeitig Drosselstellen bilden.

Durch die Anordnung der längsverschieblich auf dem Innenrohr 8 gehaltenen Dichtung und der zugehörigen Feder wird die Funktionsweise des Ventils nicht beeinträchtigt. Diese Anordnung kann auch für die Hintereinanderschaltung von Heizkörpern verwendet werden, da bei Überführung des Ventilkolbens 10 in Zwischenstellungen oder in die andere, nicht gezeigte Endlage die in die Eintrittsöffnung 5 gelangende Flüssigkeit über die Austrittsöffnung 7 der Zuleitung zum nächsten Heizkörper zugeführt wird. Bei Zwischenstellungen des Kolbens 10 gelangt entsprechend den jeweiligen Widerständen an den Drosselstellen ein Teil der durch die Zuströmöffnung eintretenden Flüssigkeit in den Heizkörper, während der andere Teil pnmittelbar der Austrittsöffnung 7 zuströmt.

Versuche haben gezeigt, daß durch die mittels der federbelasteten Dichtung erzielten Zwangsumlauf- so strömung wesentlich kürzere Aufheizzeiten des Heizkörpers und darüber hinaus eine weitgehend gleichmäßige Erwärmung des gesamten Heizkörpers erzielt wird, so daß eine bessere Ausnutzung der Wärmeabgabe zu erreichen ist. aj

Die Schiebehülse 14 mit der zugehörigen Dichtung 15 sowie die Schraubendruckfeder 17 werden vor dem Einschrauben des Ventils lediglich auf das Innenrohr 8 aufgeschoben, so daß eine zusätzliche Montage durch die Anordnung der Dichtung und Feder praktisch nicht erforderlich ist.

Bei Anordnung eines feststehenden Innenrohres mit einem beweglich hierauf geführten Ventilkolben 10 kann ohne weiteres die Federung der Dichtung 14 durch eine sich auf dem Innenrohr abstützende Fcdcranordnung vorgenommen werden, wobei dann bereits eine Vormontage dieser Dicht- und Federelemcnte auf dem Innenrohr bei dessen Fertigung möglich ist. Wird eine sichere Abdichtung des Spaltraumcs zwischen Innenrohr 8 und Gewindenippel 16 gefordert, so kann die mit dem Runddichtring 15 zusammenwirkende Kante 18 des Gewindenippels 16 als glatte Anlagefläche ausgebildet werden. Erfahrungsgemäß sind jedoch bei den üblicherweise auftretenden Pumpendrücken derartige Bearbeitungen der Stirnflächen der Gewindenippel 16 nicht erforderlich.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Absperr- und Regelventil für Heizkörper zur Zu- und Rückleitung des Heizmediums mit einem im Ventilkörper gehaltenen Innenrohr, welches unter Belassung eines Spaltes konzentrisch von einem in einen Gewindestutzen zum Einschrauben in eine Heizkörperrippe endenden Außenrohr umgeben ist und dessen im Ventilkörper befindliches Ende einen in Rohrleitungsrichtung verschiebbaren Ventilkolben trägt, der in der einen Endstellung den Spaltraum zwischen Innen- und Außenrohr, in der anderen Endstellung eine in Verlängerung des Innenrohres liegende Zu- oder Abflußöffnung gegen eine andere Zu- oder Abflußöffnung des Ventilgehäuses abschließt, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (8) eine von der Einschraubseite des Ventils bis in die zweite Rippe (3) des Heizkörpers reichende Länge aufweist und zusätzlich zu dem fest mit ihm verbundenen Ventilkolben (10) eine auf dem Außenumfang längsverschieblich und federnd gehaltene Dichtung (14,15) trägt, die unter der Einwirkung der Feder (17) den zwischen dem Verbindungsnippel (16) der ersten und zweiten Heizkörperrippe (2 bzw. 3) und dem Innenrohr befindlichen Ringspalt ganz oder überwiegend abdichtet.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung in Form einer Schiebehülse (14) mit stirnseitig angeordnetem Dichtungsring (15). vorzugsweise hochelastischem Runddichtring, ausgerüstet ist. der unter der Einwirkung der Federkraft sowohl auf dem Innenrohr (8) als auch auf der Stirnfläche des Nippels (16) anliegt.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß als Feder (17) eine das Innenrohr (8) umschließende und sich auf dem Außenrohr (4) abstützende Schraubendruckfeder vorgesehen ist.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Dichtung (14.15) zusammenwirkende Stirnfläche des Nippels (16) eine vorzugsweise durch Anfasen gebildete glatte Anlagefläche für die Dichtung aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen