DE1673461A1 - Regelventil mit Druckdifferenzregelung und abhaengig davon gesteuerter Durchflussmengenbegrenzung,insbesondere fuer Fernheizanlagen - Google Patents

Description

• Regelventil mit Druckdifferenzregelung und abhängig davon gesteuerter Durchflußmengenbegrenzung, insbesondere für Fernheizanlagen Die Erfindung betrifft ein Regelventil mit Druckdifferenzregelung und abhängig davon gesteuerter Durchflußmengenbegrenzung, insbesondere für Fernheizanlagen, bei dem einem mit einem von außen verstellbaren Ventilverschlußstück zusammenwirkenden Ventilsitz ein veränderlicher, die Durchflußmenge begrenzender Ringspalt nachgeordnet ist? Bei Fernheizanlagen, die eine größere Anzahl von Verbrauchern speisen, besteht eine gewisse Schwierigkeit darin, daß das Heißwassernetz mit immer größer werdender Anzahl von Abnehmern , das ist in der Regel ein Wärmekraftwerk, hinsichtlich des Leistungsbedarfes und der Leistungsverteilung immer unübersichtlicher wird. Um überschaubare Verhältnisse zu schaffen, müssen in dem Netz an gewissen Stellen Mengenregler vorgesehen werden, die insbesondere eine Mengenbegrenzung vornehmen, so daß gewährleistet ist, daß lediglich eine vorbestimmte begrenzte Heißwasäermenge von den Verbrauehern abgenommen werden kann. Da nun die Drücke in den Vorlauf- und Rücklaufleitungen der Verbraucher stark schwanken, ist es erforderlich, in dem Leitungsnetz zusätzlich noch Differenzdruckregler vorzusehen, die einen bestimmten Differenzdruck an einem den Verbrauchern zugeordneten Motorventil halten, das eine Einflußnahme auf die Leistungsabnahme der einzelnen Verbraucher gestattet.
• In der Praxis sind somit drei getrennte Geräte erforderlich; nämlich ein Mengenregler, ein Differenzdruckregler und ein Motorventil, was einen erheblichen Aufwand sowohl in technischer Hinsicht als auch insbesondere bezüglich des Erstellungspreises solcher Anlagen bedingt. Ziel der Erfindung ist es daher, hier eine Abhilfe zu schaffen und einen Weg zuweisen, anstelle der drei getrennten Geräte mit einem einzigen Regelventil das Gleiche. zu erreichen. Zu diesem Zwecke ist das Regelventil gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß in einer konstruktiven Einheit das den Ventilsitz und das Ventilverschlußstück umfassende eigentliche Ventil und ein den Differenzdruck an dem Ventilsitz konstant haltender Druckdifferenzregler zusammengefaßt sind, der einen mit dem an dem Ventilsitz anstehenden Differenzdruck beaufschlagten Membran- oder Kolbenstellmotor aufweist, dessen unter einer dem Sollwert des einzustellenden Differenzdruckes entsprechender Federkraft stehende Membran bzw. Kolben mit einem den Ringspalt einseitig begrenzenden und koaxial zu dem Ventilverschlußstück beweglichen Stellglied verbunden ist. Das neue Regelventil zeichnet sich durch einen einfachen, betriebssicheren Aufbau aus, wobei gleichzeitig die er-, wähnten drei Funktionen von dem Ventil auf einmal wahrgenommen werden.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Teil eines Fernheiznetzes mit Regelgeräten bekannter Bauart in schematischer Darstellung und Fig. 2 ein Regelventil gemäß der Erfindung im axialen Schnitt in einer Seitenansicht.
• In Fig. 1 ist ein Teil eines Fernheiznetzes.dargestellt, wie es heute in der Regel zum Einsatz kommt, Um zu gewährleisten, daß der Verbraucher nur eine bestimmte Menge Heißwasser abnehmen kann, ist ein Nengenregler a vorgesehen, wobei ein Differenzdruckregler c'an dem Motorventil b einen bestimmten Differenzdruck zu halten hat. Hierdurch wird gewährleistet, daß das Motorventil b unabhängig von den schwankenden Drücken p1 und p2 ausgelegt werden kann.
• An die Stelle der Geräte a, b, c tritt erfindungsgemäß das in Fig. 2 dargestellte neue Regelventil: In einem Ventilgehäuse 1, dessen Einlaß bei 2 und dessen Auslaß bei 3 angeordnet sind, ist ein auswechselbarer Ventilsitz 4 vorgesehen, mit dem ein kegelförmiges Ventilverschlußstück 5 zusammenwirkt, das über eine Ventilspindel 6 von einem bei 7 schematisch angedeuteten, mit einer Stelleinrichtung zusammenwirkenden Motor zur Veränderung des wirksamen Durchflußquerschnittes verstellbar ist, Der Ventilsitz 4 ist in das Gehäuse 1 eingesehraubt-und: kann, da er bei 8 einen Sechskant aufweist, ausgeschraubt werden, so daß es dann möglich ist, einen anderen Ventilsitz 4 mit einer beispielsweise kleineren Bohrung 9 in das Gehäuse 1 einzuschrauben.
• Die Durchgangsbohrung 9, die ein Maß für die konstant zu haltende Menge darstellt, verläuft koaxial zu dem Ventilverschlußstück 5.
• An der Unterseite des Ventilgehäuses 1 ist ein Membranstellmotor 10 angeordnet, dessen Gehäuse 11 bei 12 an das Ventilgehäuse 1 angeflanscht ist, so daß das Ganze eine konstruktive Baueinheit bildet, die aus dem den Ventilsitz 4 und das Ventilverschlußstück 5 umfassenden eigentlichen Ventil und aus einem im einzelnen noch zu beschreibenden, von dem Membranstellmotor 10 teilweise gebildeten Differenzdruckregler besteht. Zu diesem Zwecke ist der Membranstellmotor 10 derart angeschlossen, daß seine Membrane 13, die zwei Kammern 14, 15 abtrennt, von dem Differenzdruck zwischen dem Ventileinlaß 2 und dem Druck in-der Bohrung 9 beaufschlagt ist. Die Beaufschlagung der Membrane 13 durch den am Ventileinlaß herrschenden Druck auf der einen Seite geschieht durch eine in die Kammer 14 mündende und von dem Ventileinlaß 2 abgehende Leitung 16. Die Membrane 13 ist auf der anderen Seite mit einem Federteller 17 verbunden, auf den eine Feder 18 drückt, die sich gegen das 'Gehäuse 11 abstützt und eine im wesentlichen konstante Federkraft vorgibt. Mit der Membrane 13 und dem Federteller 17 ist darüber hinaus eine Hohlspindel 19 gekuppelt, deren Hohlraum 20 über Kanäle 21 mit der die Feder 18 enthaltenden Kammer 15 des Stellmotors 10 verbunden ist. Die Hohlspindel 19 ist im übrigen bei 22 abgedichtet geführt. Da der Ventilsitz 4 an der Stelle 26 eine Dichtfläche aufweist, kann die Dichtkante 27 der Hohlspindel 19 einen dichten Abschluß die bei 2 eintritt, herbeiführen. Dies ist z: B. dann erforderlich, wenn das Verschlußstück 5 auf dem Ventilsitz 4 aufliegt. Die Hohlspindel 19 hat im übrigen die Aufgabe, den von ihr begrenzten Ringspalt 23 nur so groß zu.-machen" daß die Druckdifferenz zwischen dem Druck p1 am Eintritt 2 und dem Druck p2 in der Bohrung 9 als konstant anzusehen ist. Damit ist dann gewährleistet, daß bei voll geöffnetem Verschlußstück 5 entsprechend der Größe der Durchtrittsbohrung 9 eine konstante Durchflußmenge gegeben ist. Diese Durchflußmenge kann nun durch das Verschlußstück 5 verkleinert werden.
• Die Wirkungsweise dieses Ventils ist wie folgt: Die Membrane 13 ist einerseits über die Leitung 16 mit dem am Ventileinlaß 2 herrschenden Druck p1 und andererseits über den Hohlraum 20 und die Kanäle 21 der Hohlspindel 19 mit dem in der Bohrung 9 herrschenden Druck p2 beaufschlagt. Die von der Differenz dieser beiden Drücke auf die Membrane 13 ausgeübte Kraft ist im Ruhezustand gleich der den Sollwert vorgebenden Federkraft der Feder 18, die bei kleinen Auslenkungen als konstant angesehen werden kann. Demgemäß herrscht an dem Ventilsitz 4 stets ein konstanter Differenzdruck, so daß das Ventilverschlußstück 5 bei Betätigung durch den Motor 7 oder durch einen Flüssigkeitsausdehnungsthermostaten zur Wärmeregelung den wirksamen Durchtrittaquerschnitt variieren kann, wobei stets an dem Ventilverschlußstück ein konstanter Differenzdruck ansteht. Durch 'Veränderung der lichten Weite der Bohrung 9, was durch Auswechseln des Sitzes 4 geschehen kann, ist es möglich, eine bestimmte maximale Durchflußmenge vorzugeben, da der an dieser Bohrung herrschende Druck p1 - p2 in der beschriebenen Weise über den selbsttätig veränderlichen Ringspalt 23 aufrechterhalten wird.
• Um eine Dämpfung der Hubbewegungen der Membrane 13 zu erzielen, ist an der Membrane ein konischer Ventilkörper 24 vorgesehen, der mit einem bei 21f-angedeuteten Sitz zusammenwirkt, über deri die Leitung 16 in die Kammer 14 mündet. Die Anordnung ist derart getroffen, daß bei Annäherung der Meinbrane an den Sitz 25' d. h. bei Vergrößerung des Ringspaltes 23' eine Querschnittsverminderung der Zuflußmündung bei 25 eintritt.

Claims (7)

1. Patentansprüche 1. Regelventil mit Druckdifferenzregelung und abhängig davon 'gesteuerter Durchflußmengenbegrenzung, insbesondere für Fernheizanlagen, bei dem einem mit einem von außen verstellbaren Ventilverschlußstück zusammenwirkenden Ventilsitz ein veränderlicher, die Durchflußmenge begrenzender Ringspalt nachgeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einer konstruktiven Einheit das den Ventilsitz (4) und das Ventilverschlußstück (5) umfassende eigentliche Ventil und ein den Differenzdruck an dem Ventilsitz (4) konstant haltender Druckdifferenzregler (10, 19) zusammengefaßt sind, der einen mit dem an dem Ventilsitz (4) anstehenden Differenzdruck (p3..- p) beaufschlagten Membrane oder Kolbenstellmotor (10) aufweist, dessen unter einer dem Sollwert des einzustellenden Differenzdruckes (p1 - p2) entsprechenden Federkraft (18) stehende Membrane (13) bzw. Kolben mit einem den Ringspalt (23) einseitig begrenzenden und koaxial zu dem Ventilverschlußstück (5) beweglichen Stellglied (19) verbunden ist.
2. 2. Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (4) in dem Gehäuse (1) gegen Ventilsitze (4) mit unterschiedlicher Bohrungsweite (9) auswechselbar angeordnet ist und durch die Bohrungsweite (9) im Zusammenwirken mit dem Stellglied (19) eine jeweils konstante Durchflußmenge gegeben ist.
3. 3. Regelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsbohrung (9) des Ventilsitzes (4) koaxial zu dem Stellglied (19) und dem Verschlußstück (5) ausgerichtet i&.
4. 4. Regelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, .daß das Stellglied eine in dem zugeordneten Gehäuseteil (11, 22) flüssigkeitsdicht verschieblich gelagerte Hohlspindel (19) ist, deren in den Ventilauslaß (3) mündender Hohlraum (20) über Kanäle (18) mit einer die die Sollwert-Federkraft gebenden Feder (18) enthaltenden und einseitig durch die Membran (13) oder den Kolben verschlossene Kammer (15) des Stellmotors (10) in Verbindung steht.
5. 5. Regelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (4) einseitig den Ringspalt (23) begrenzt und gegebenenfalls an seiner den Ringspalt (23) begrenzenden Seite eine Dichtfläche (26) trägt, die mit einer Dichtkante (27) des Stellgliedes (19) zusammenwirken kann.
6. 6. Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellßlied (19) eine Dämpfungseinrichtung (24, 25) trägt: 7. Regelventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämgfungseinrichtung aus einem an der Membrane (13) oder dem Kolben des Stellmotors (10) befestigten konischen Ventilkörper (24) besteht, der mit einem in der Verbindungsleitung (16) des Ventileinlasses (2) mit einer einseitig durch die Membrane (13) oder den Kolben abgeschlossenen Kammer (14) des Stellmotors (10) liegenden Bohrung (25) zusammenwirkt. B.
7. Regelventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (24) und die Bohrung (25) koaxial zu dem Stellglied (19) angeordnet sind.