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Durchflußmengenregler Die Neuerung befaßt sich in erster Linie mit
der Aufgabe, dem Einzelverbraucher in sammelheizungs-, insbes. in Fernheizungsanlagen
eine möglichst genaue Dosierung des die Wärme übertragenden Mediums, als welches
hauptsächlich Wasser dient, zu ermöglichen. Die bisher übliche Regelung der einzelnen
Heizkörper wurde mit von Hand einstellbaren Drosselorganen vorgenommen, die durch
Veränderung des Strömungswiderstandes auf die Durchflußmenge einwirken. Da aber
insbes. in Heiznetzen mit vvärmeverkauf starke Belastungsschwankungen und damit
starke Druckscnankungen auftreten, ist bei jeder Druckschwankung eine Nachkorrektur
der Einstellung am Heizkörper-Drosselorgan nötig, um trotzdem einen gleichmäßigen
Wärmebezug zu erzielen.
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Man kannzwar derartige Druckschwankungen durch Druckregler jeweils
für kleinere Verbrauchergruppen, beispielsweise für ein an eine Fernleitung angeschlossenes
Mehrfamilienhaus,
so weit ausgleichen, daß der Eingangsdruck für
eine solche Verbrauchergruppe konstant gehalten wird ; der Einzelverbraucher innerhalb
der Gruppe bleibt damit aber immer noch in Abhängigkeit von der jeweiligen Auslastung
des inneren Netzes.
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Mit einer Änderung der im Netz in der Zeiteinheit umgewälzten Heizwassermenge
ändert sich an der einzelnen Verbrauchsstelle, also an jedem Heizkörper, der Druck
im Vor-wie im Rücklauf. Trotz dieser Änderungen jenes Druckgefälles soll aber die
den Heizkörper je Zeiteinheit durchströmende Wassermenge konstant bleiben, damit
dem einzelnen Verbraucher unabhängig von der Netzbelastung durch die Mitverbraucher
die Temperaturregelung seiner Räume nach eigenem Belieben gewährleistet wird.
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Dieselbe Aufgabe entsteht außer bei den vorerwähnten Sammelheizungsanlagen
auch bei allen übrigen zentralen Versorgungsanlagen, in denen ein beliebiges flüssiges
oder gasförmiges Medium zur Wärme-oder sonstigen Energieabgabe umgewälzt oder verbraucht
wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Neuerung davon aus, vor oder hinter
der einzelnen Energieabgabestelle, also z. B. vor oder hinter dem einzelnen Heizkörper
einer Sammelheizungsanlage, ein Ventiln anzuordnen, in dessen Gehäuse zwei Drosselorgane
vorgesehen sind, von denen das eine willkürlich verstellbar ist, während das andere
die Durchflußmenge
selbsttätig in Abhängigkeit von dem Druckgefälle
vor und hinter dem Ventil regelt. Dieses Ventil wird in der Weise wirksam, daß das
selbsttätig regelnde Drosselorgan unabhängig von dem vor ihm jeweils herrschenden
Druck dem willkürlich verstellbarer Drosselorgan ein stets gleichbleibendes Druckgefälle
und damit auch eine gleichbleibende bestimmte Durchflußmenge als Grundlage für die
Einstellung der jeweils gewünschten Temperatur zumißt.
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Für einen Durchflußmengenregler dieser Art schlägt die Neuerung eine
Ausbildung in der leise vor, daß das selbsttätig regelnde Drosselorgan von einem
verschieblichen Steuerglied in Gestalt einer Membran gesteuert wird, auf deren eine
Seite derDruck vor und auf deren andere Seite der Druck hinter dem willkürlich verstellbaren
Drosselorgan wirkt, und daß zur Übermittlung des erstgenannten Druckes in den Membranraum
eine verhältnismäßig enge Leitung vorgesehen ist. vvasserheizungsanlagen werden
heute vor allem bei größeren Einheiten mit einer zentralen witterungsabhängigen
Temperaturregelung ausgerüstet ; dies bedeutet, daß das Heizwasser zu jeder Zeit
mit der der Witterung entsprechenden höheren oder niedrigeren Temperatur geliefert
wurd, so daß zur Erzielung einer bestimmten Raumtemperatur bei jeder Witterung immer
die gleiche Heizwassermenge erforderlich ist.
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Da das Ventil nach der Neuerung eine genaue Dosierung der Heizwassermenge
vornimmt, ist demgemäßmit einer bestimmten
Einstellung des selbsttätig
regelnden wie auchdes willkürlich zu verändernden Drosselorganes dem Verbraucher
über eine ganze Heizperiode die Möglichkeit gegeben, unabhängig von allen Schwankungen
insbesondere der Netzbelastung die jeweils gewünschte Raumtemperatur beizubehalten
oder sie mit dem willkürlich verstellbaren Drosselorgan des Ventiles je nach Belieben
zu ändern. Hierbei bewirkt der enge Querschnitt der Leitung, die den Druck vor dem
willkürzlich verstellbaren Drosselorgan in den Membranraum über-
| mittelt, ein leicht verzögertes Ansprechendes Reglers, da |
| t |
| die Drosselwirkung dieser Leitung die sonst unvermeidbaren |
| Schwingungen der Membran mit dem Ergebnisse dämpft, daß Stö- |
rungen in der Wasserregelung und insbesondere in Wohnungen unangenehme Geräusche
vermieden werden.
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Hierbei führt die Übertragung des Druckes bzw. der Druckschwankungen
auf den Membranraum 10 durch die Drossel-und Dämpfungswirkung der engen Leitung
9 zu den oben erwähnten Vorteilen.
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Der Gegenstand der Neuerung ist im Nachstehenden anhand von zwei
Ausführungsbeispielen näher erläutert, die auf der Zeichnung in Abb. 1 und 2 jeweils
im axialen Längsschnitt dargestellt sind.
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Ein Ventilgehäuse 1 mit Anschraub-und Anschlußstutzen 2 bzw. 3 ist
mit einem Ventilsitz 4 ausgestattet, gegen den mittels eines Handrades 5 und einer
Gewindespindel 6 ein Ventil
7 einstellbar ist. Das gegen das geöffnete
Ventil 7 einströmende Medium gelangt in einen Raum 8 des Ventilgehäuses 1 und von
hier über eine verhältnismäßig enge Bohrung in einen Raum 10, der einerseits durch
eine Membrane 11 und andererseits durch einen Deckel 12 begrenzt ist. Die beiden
Teile 11 und 12 werden durch einen Überwurf-Gewindering 13 fest in eine Ausnehmung
14 des Ventilkörpers 1 gepreßt. Mittels einer Spindel 15 und deren Fortsetzung durch
einen Schaft 16 hat die Membrane 11 Verbindung mit einem Ventilkegel zur auf einen
weiteren ntilsitz 18 im Ventilkörper 1 wirkt. Der Ventilkegel 17 ist mit seinem
Schafte 16 unter Einschluß einer Schraubenfeder 19 in einem Einsatz 20 gelagert,
der seinerseits im Ventilkörper 1 durch ein Gewinde 21 gehalten wird. Das den Ventilsitz
7, 4 durchströmende Medium gelangt in den Raum 22 des Ventilkörpers 1 und von hier
durch einen Ringspalt 23 zwischen dem Schafte 16 und der entsprechenden Bohrung
des Schraubeinsatzes 20 in den Hohlraum 24, der im Membrangehäuse dem Raum 10 auf
der anderen Seite der Membrane 11 gegenüberliegt. Zwischen den beiden Membrankammern
10 und 24 besteht ein Druckunterschied, der dem Druckabfall des fließenden Mediums
nach dem Passieren des Ventiles 4,7 entspricht. Dieser Druckunterschied sucht den
Ventilkegel 17 an seinen Sitz 18 zu pressen ; die Feder 19 wirkt dieser Verstellkraft
jedoch entgegen und sorgt für den Ausgleichs
| Bei einer Änderung des am Heizkörper oder an einer |
| sonstigen Liefer-oder Entnahmevorrichtung wirkenden |
Druckgefälles, z. B. infolge von Belastungsänderungen im Netz, ergibt sich zunächst
eine entsprechende Änderung der Durchflußmenge in der Zeiteinheit und damit eine
Anderung des ruckunterschiedes zwischen den Membrankammer, wodurch eine Ausgleichsbewegung
des Ventilkegels 17 bewirkt wird, die der Veränderung der Durchflußmenge durch Erhöhung
oder Verminderung der Drosselung entgegenwirkt. Es entsteht ein neuer Gleichgewichtszustand,
der zwar zu einer bleibenden Abweichung vom Sollwert führt, die jedoch durch entsprechende
Wahl des Membrandurchmessers sowie der Kraft und der Konstante der Feder 19 beliebig
klein gehalten werden kann.
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Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 zeigt im wesentlichen den gleichen
Aufbau wie bei dem Regler nach jbb. 1 ; durch Anbringung einer Zusatzeinrichtung
ist es hier jedoch möglich, die Spannung der DruckAusgleichsfeder von außen her
zu verändern. Erzielt wird dies durch die Anordnung einer weiteren Druckfeder 30,
die auf ein Federwiderlager 31 an der Membrane 11 einerseits und auf ein einstellbares
Widerlager 32 andererseits wirkt. Letzteres ist in einer Gewindebohrung 33 des Deckels
34 gelagert, der in Aufbau und Wirkungsweise dem Deckel 12 nach Abb. 1 entspricht.
Durch eine Hutmutter 35 und unter Einschluß
einer Dichtung 36 ist
die Gewindebohrung 33 verschließbar.
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Eine stärkere Spannung der Feder 30 übt eine zusätzlichte Kraft auf
den Ventilkegel 17 inRichtung auf seinen Sitz 18 aus und verstärkt damit die Drosselung
des Ventils 17 ; IS, so daß sich eine Verringerung der Durchflußmenge ergibt. Bei
einer Entspannung der Feder 30 wird umgekehrt die Kraft auf den Kegel 17 verringert,
so daß er sich von seinem Sitz 18 fortbewegt und damit eine größere Durchflußmenge
freigibt. Somit legt die jeweilige Vorspannung der Feder 30 die größtmögliche Durchflußmenge
durch den Regler fest und ermöglicht in einfachster Weise die Änderung dieser Menge-Außerdem
kann mit der Zusatzeinrichtung nach Abb. 2 ein-und dasselbe Ventil nach der Neuerung
bei verschiedenen Größen der Heizkörper oder sonstigen Liefer-oder Entnahmegeräten
auf die jeweils spezifische Durchflußmenge voreingestellt werden. Zumal bei der
Ausführung nadh Abb. 2 die Feder 30 ein weiteres schwingfähiges Element bildet,
kommt hier der engen Bohrung 9 eine besondere Bedeutung im obenerwähnten Sinne zu
Der Regler nach der Neuerung kanmit den Stutzen 2 und 3 ohne Änderung seiner Ausführung
wahlweise am Vor-oder am Rücklaufanschluß angebracht werden. Im ersteren Fall kann
man ihn zweckmäßig mit liegender, im letzteren Fall mit stehender Hatpbachse anordnen.
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Der Regler kann auch an einer Entnahmestelle für ein
flüssiges
oder gasförmiges Verbrauchsmittel aus einem Versorgungsnetz angeordnet werden ;
auch hier ermöglicht er die Entnahme bestimmter Flüssigkeits-oder Gasmengen je Zeiteinheit
unabhängig vom Netzdruck bzw. von der Entnahme anderer Verbraucher des gleichen
Verbrauchernetzes. Schutzansprüche