DE1902728A1

DE1902728A1 - Elektrisch angetriebenes Umsteuerventil

Info

Publication number: DE1902728A1
Application number: DE19691902728
Authority: DE
Inventors: Guenther Bolz; Walter Kohl; Hans-Dieter Tibus
Original assignee: Junkers and Co GmbH
Current assignee: Junkers and Co GmbH
Priority date: 1969-01-21
Filing date: 1969-01-21
Publication date: 1970-08-13
Also published as: FR2028756A1; BE744680A; NL7000772A

Description

Junkers 432

PLI-Th/tt

20. Januar 19f>9

JUNKBRS & CO. GMBH. In Wernau/Neokar Elektrisch angetriebenea Umeteuerventil'

Die Erfindung bezieht eich auf ein elektrisch angetriebenes Bteuerventil, dessen mit einem Zufuhrstutzen versehenes Ventiigehäuee zwei Abgangsstutzen SUfVeISt₁ deren beide Durchgänge-Öffnungen durch in axialer Richtung bewegbare Ventiloohliessglieder beherrscht werden, welche wahlweise eine der beiden Durchgangeöffnungen freigeben und die andere versohl!essen.

Bei einem bekannten Urneteuerrentil dieser Art, lässt sich ein ruckartiger übergang der Ventllschlieasglieder in ihre 8ohlieau stellung nur durch besondere Ausbildung derselben herabsetzen, weil die Schliessrichtung der Ventilschliessglieder mit den Strömungerichtungen des su steuernden Mediums übereinstimmt* Bei der Verwendung eines solchen Umsteuerventiles an gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzern, welche als Wärmequelle entweder für eine Zentralheizungsanlage oder für einen Breuchwasser-Wärmetauecher dienen, ergibt ein ruckartiges Sohliessen der Ventilschliessglieder Wasserschlage, welche bei einem Haushalts gerät störend wirken. Darüberhinaus ist bei diesem bekannten Umeteuerventil ein verhältniemäaaig ungünstiger Strönungsdurchgeng nicht zu vermeiden, weil die den Anfang der beiden Abgangs stutzen bildenden Ventilsitze in einem Winkel su den Achsen der Abgangestutzen angeordnet sind, woraus sich ausserdem durch dio erforderlichen Schrägbohrungen eine verhältnismässig aufwendig« Bauweise des Umsteuerventils ergibt.

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Aufgabe der Erfindung 1st es daher, ein elektriaoh angetriebene· Ueateuerventil su eohaffen, duroh weicht« keine Vasserschlage hervorgerufen werden können und welohes aueser günstigen StrtJmungsverhältnissen auoh einen geringeren Aufwand ergibt.

Zur Lösung dieser Aufgabe 1st an eines elektrisch angetriebenen ümsteuerventil der eingangs angeführten Art genäse der Erfindung vorgesehen, dass der Zufuhrstutsen in der Längsnitte und senkrecht sur Achse eines Durohgangskanals angeordnet ist, an dessen Enden die beiden DurchgangsOffnungen gebildet sind, welchen zwei koaxial zum Durchgangskanal angeordnete und entgegen den Strömungsrichtungen bewegbare Ventilsohliessglieder zugeordnet sind, und dass die Abzweigung des einen Abgangsstutzens koaxial zum Durchgangskanal und die Abzweigung des anderen Abgangsβtutζene senkrecht sur Achse des Durchgangskanals angeordnet sind. Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß der Strömungsquerechnitt des Zufuhrstutzens mindestens annähernd der gleiche wie der Struaungsquerschnitt des Durchgangskanals ist. Eine bevorzugte Ausführung·form sieht vor, dass der Durchgangskanal durch einen wespentaillenförmlgen Mittelteil des Yentilgehäuses gebildet ist Durch diese Ausbildung, insbesondere durch das Schliessen der Ventilschliessglieder entgegen den Strömungsriehtungen ist eine langsame Schliesebewegung gewährleistet, duroh welche Wasserschlag ausgeschlossen sind. Ausserdem sind ziemlich gleichbleibende Strömungsverhältnisse innerhalb dee Umsteuerventils geschaffen, ohne dass ein besonderer Aufwand erforderlich ist.

Im einzelnen kann noch vorgesehen sein, dass das der Durchgangsöffnung des koaxial zum Durohgangskanal angeordneten Abgangsstutzens zugeordnete Ventilschliessglied an seiner stromab gerichteten Seite mit einem Strunungsansatz verbunden ist, durch welchen in Offenstellung des Ventilschliessgliedes gegenüber der Gehäuseinnenwandung ein im wesentlichen gleichbleibender Strömungequerschnitt bestimmt ist. Ferner kann die

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Ausbildung so vorgenoeaen sein, das* dl· Abzweigung dee eenkrsoht tür Achse des Durchgange kanal β aage ordne ten Abgangs« atutssns in unmittelbarer Hübe dtr mugeordneten Durchgängeöffnung dt· Durchg&ngskanals angeordnet iet. Weiterhin kaiin vorgesehen sein, dass der Ströaungsquerffohnitt dee senkrecht xur Achse des Durohgangskanals angeordneten Abgangeatutzene mindestens annähernd der gleiche wie der Strömungequerechnitt de· Djurcbgangskanale ist. Schliesslich kann bei der bevorzugten AuafUhrungsfora die Anordnung so getroffen sein, dass die beiden Yentileohlieeeglieder an einem gemeineamen Ventileohaft befestigt sind, welcher koaxial buo Durohgangskanal bewegbar ist.

Bless Einzelheiten beeinflussen die Strömungsverhältnieee innerhalb des Ventilgehfiueoe des Umsteuerventils in vorteilhafter Weise, da die Strömung nicht durch wesentlich voneinander abweichende Strömungsquerschnitte beeinflusst werden kann und alt relativ geringen Unlenkungen der StrOOungswege auf kursen Strecken durch das ÜBsteuerventil hindurch verläuft. Daraus ergibt eich auch eia nur verhältniamäseig geringer Druckverlust innerhalb des Yentiles. Ferner kann auch keine starke Wirbelbildung eintreten, da kein Raum mit einer plötzlichen Querechnittserweiterung vorhanden ist. We koaxial zum Durchgangskana.1 vorgesehene Anordnung des gemeinsamen Ventilschaftee ergibt einen wesentlich geringeren Aufwand für das Ventilgehäuse, an welches ein sum Antrieb des Umateuerventile dienender Elektromotor mit Untersetzungsgetriebe in einfacher Weise angeflanscht werden kann.

Der Gegenstand der Erfindung wird in einem Ausitihrungsbeiepiel anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Figur ι int ain Schnitt durch "ein erfindungßgen'ioß aus* gebildetes

Pigur 2 i, t eine Draufsicht aui can Umoi,euei-^ren:: F .r.L,·:' 1 in or.ner im 90^c vsrdr'sh w-■ ρ · au'jpebroch^r i.m --telit.

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Saa Umateuerrentil besteht in au ei oh bekannter Weiee Im wesentlichen aua einem Ventilgehäuse 10 und eine« Antriebemotor alt untersetzungsgetriebe. Der in dar Zeiohnung nicht näher dargeatellte Antriebsmotor Bit unterestrungegetriebe i_et Mittels min·· Haltewinkels 11 auf eine Grundplatte 12 eufgeeetst, welohe . ihrereeits an ctem Tentilgehttuae 10 befeetigt iat. Laa Unteraeteungegetriebe endet in einer Abtrlebsaohse 13« auf welcher ein Betätigungehebel 14 befeetigt iat, an deaaen freiem Bnde eine Druckrolle 15 gelagert ist. Dar Antrlebamotor mit ünteraetsungegetriebe sowie der Betätigungshebel 14 aind τοη einer an der Grundplatte 12 gehalterten Abdeckkappe 16 Uberdeokt.

Daa Ventilgehäuse 10 besteht im wesentlichen aua drei in koaxialer Biohtung lueammenhängenden Teilen» namlloh einem Mittelteil 20, einem ersten Abfangetail 21 und einem sweiten Abgangsteil 22. Saa freie Ende dee ereten Abgangsteiles 21 iat mit Aussengewinde sum Anschluss einer Rohrleitung versehen und am freien finde dea aweiten Abgangsteilee 22 aind flanechartige Aneätse 221 gebildet, welche aur Befestigung eines das freie Bnde des sweiten Abgangeteiles 22 unter Abdichtung versohliessenden Deokels 23 und gleichseitig eur Befestigung der Grundplatte dienen. Der Mittelteil 20 dea Ycntilgehäusas 10 ist gegenüber dem ersten Abgangs teil 21 und dam «weiten Abgangateil 22 wespentalllenfttralg eingeschnürt und bildet in seinem Inneren mit gleichbleibendem Queraohnitt einen Durohgangakanal 24« In diesen Durohgangskanal 24 mündet in deaaan Längemitte und senkreoht au dessen Aohse ein Zufuhratutsen 25. An den balden laden des Durohgangskanala 24 sind swel ale Ventilsitz» auagabildeta Durchgangsöffnungen 26 und 27 Torgeeehen, welohen swel koaxial sum Durohgangskanal 24 angeordnete Ventilaohlieasglisder 2Θ und 29 augeordnet sind. Diese beiden Ventllsohliessglieder 28 und 29 sind an einem gemeinsamen Vantilsohaft 30 befeetigt, welcher koaxial sum Durohgangskanal 24 bewegbar iat. Zu dleaem Zweck iat der Ventilschaft 30 in Richtung nach der Druckrolle 15 des Betätigungshebels 14 durch eine mit dem Deckel 23 ausammanhllngende fUhrunganabe 231 aowie duroh den Daokel 23 abgedichtet hindurch- und au seinem freien ünde mit einem Druokkopf 31 - 5 009833/1039

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rarsehen. Auf den Ventilschaft 30 wirkt eine Federkraft in Sohlieeerichtung des Ventilsohliessgliedes 28 ein. Bei den in der Zeichnung dargestellten Aueführungsbeispiel sind dasu «fischen dem Druckkopf 31 und den Deckel 23 zwei Schliesafedern 32 und 33 eingespannt. Zum gleichen Zweck könnte auch eine einzige Schliessfeder mit entsprechender Federkraft vorgesehen sein. Der erste Abgangsteil 21 des Ventilgehäuses 10 endet an «einem freien Ende ale ereter Abgangestutsen 211, so dass dessen Abzweigung koaxial zum Durchgangskanal 24 gerichtet ist. Im aweiten Abgangsteil 22 ist die Abzweigung 222 des zweiten Abgangsstutzene 223 gebildet, und zwar derart, dass die abzweigung 222 senkrecht zur Achse des Durohgangekanals 24 angeordnet 1st. Dabei ist die Abzweigung 222 des zweiten Abgangsetutzens 223 in unmittelbarer Nähe der als Ventilsitz ausgebildeten Durchgangsöffnung 27 vorgesehen. Wesentliche Merkmale des Umsteuerventils sind ferner, dass der Strömungsquerschnitt des Zufuhr» Stutzens 25 mindestens annähernd der gleiche wie der Strömungen querschnitt des Durchgangskanals 24 und dessen Ströoungsquerschnitt wiederum mindestens annähernd der gleiche wie der Strömungsquerschnitt des zweiten Abgangsstutzens 223 ist. Um auch den Strömungsquerschnitt innerhalb des ersten Abgangsteileo 21 des Ventilgehäuses 10 an entsprechende Verhältnisse anzupassen_t ist an der stromab gerichteten Seite des Ventilschliessgliedes ein Strömungsaneatz 34 angebracht, durch welchen in Offenstellung des Ventilschliessglit des 28 gegenüber der Innenwandung des Abgangsteiles 21 dea Ventilgehäuses 10 ein im wesentlichen gleichbleibender Strömungequerschnitt bestimmt ist, so dass an ersten Abgangsβtutζen 211 in Offenstellung des Ventilschliessgliedes 28 etwa der gleiche Strömungequerschnitt wie der des Durchgangskanals 24 gebildet ist. Zu diesem Zweck ist der Strömungsansatz 3*> mehrfach in seinem Durchmesser durch kegelstumpfartige Abschnitte bis zu einem zylindrischen Endabschnitt reduziert.

In Ruhestellung des Umsteuerventils ist das Ventilschliessglied 28, welches den ersten Abgangsstutzen 211 beherrscht, infolge der Federkraft der Schliessfedern 32 und 33 in seiner Oesohlossenstellung, so dass durch den Zufuhrstutzen 25 ankommendes Wasser

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über di« «la Ventiltita ausgebildete Durohgangauffnung 27 sur Abzweigung 222 und davit sum »weiten Abgangestutsen 223 ttröeea kann, welcher beiepieleweiae ait einem Brauohwaseer-Wärmetaueoher an eines gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer verbunden aein kann. Sobald Ton einer an den ersten Abgangsstutsen 211 angesohloaaenen Anlage, beiapielaweiae einer Zentralheisungaanlage, deren Wärmequelle der gleiche umlauf-Wasaererhitser wie die für den Brauchwasser-Wärmetauscher iet, Wasserdurohflusa angefordert wird, erfolgt durch einen entsprechenden Steuerimpuls daa Anlaufen des Antriebsmotorsj so daaa von der Antriebsachse 13 des Untersetsungc« getriebes aus der Betätigungshebel H alt dar Druckrolle 15 nach der Zeichnung la Uhrseigereinne verechwenkt und daduroh der Tentilschaft 30 in Richtung nach den ereten Abgangsstutaen 211 bewegt wird. Durch dieae Bewegung des Yentllaohaftea 30 gelangt das Ventilschlieaaglied 29 in Sohliesatellung und gleichseitig da'i Ventilsohliessglled 26 in Offenstellung, ao dass nunmehr daa durch den Zufuhretutsen 25 ankommende Wasser über die als Ventilsits ausgebildete Durohgangauffnung 26 sum ersten Abgangestut«en 211 Strumen kann. Der Antriebsmotor bleibt für die .Dauer der Anforderung Ton Was8erdurchfluss durch den ereten Abgangsβtutιen 211 in an sich bekannter Weise unter Spannung und das Ventilschliessglied 26 wird dementsprechend in Offenstellung gehalten, solange nicht von der an den zweiten Abganges tut sen 223 angeschlossenen Anlage aus eine Anforderung auf Wasserdurchfluss ausgelöst wird oder die Anforderung von Wasserdurchfluss durch den ersten Abgangsstutsen 211 hindurch beendet werden soll. In den beiden Fällen wird die Erregung des Antriebsmotors aufgehoben, so daaa durch die Wirkung der 8chliessfedern 32 und 33 der Ventilschaft 30 eine Auawärtabewegung ausführt, welche das Ventilschlleaaglied 28 in se^ne Oeschlossenstellung und gleichseitig das Yentilaohliessglied 29 in seine Offenstellung bringt. Beim Obergang beider Ventilsohliessglieder 28 und 29 in ihre jeweilige Geschloaeenetellung kann keirio ruckartige Schlieesbewegung entstehen, da in jedem Falle eine Bewegung entgegen den Strömungerichtungen des Waaserdurohflueses erfolgt.

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Claims

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Ansprüchex

Elektrisch angetriebenes Umsteuerventil, dessen mit einem Sufuhrstutzen versehenes Ventilgehäuse zwei Abgangsstutzen aufweist, deren beide Durchgangsöffnungen durch in axialer Richtung bewegbare VcntilschlJesoglieder beherrscht werden, welche wahlweise eine der beider. Durchgangs öffnungen freigeben und die andere verschlossen, dadurch gekennzeichnet , dass der Zufuhrstutzen (25) in der-Längomitte und senkrecht zur Acheε eines Durchgangskanals (24) engeordnet ist, an deseen Enden die beiden Durchgänge-Öffnungen (26. 2?) gebildet sind, welchen zwei koaxial zum Durchgangakanai (24*> angeordnete und entgegen den. Strömungen richtungen bewegbare Ventilschlieseglieder (28, 29) zugeordnet sind, und daau die Abzweigung des einen Abgange β tu ti-: (24) koaxial zua Durchgangskanal (24) und die Abzweigung (2P' dee anderen Abgangstv.tzeno (223) senkrecht zur Achse cee DuxchganßiiKanulfi \24i angeordnet sind.
2. Umeteuerventil nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, dasο der Strömungsquerechnitt des Zufuhr« stutsens (2$) mindestens annähernd der gleiche wie der Strömungsquerschnitt dee Durchgangskanals (24) ist.
3. Umsteuerventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , dass der Durchgangskanal (24) durch einen wespsntaillenfurmigen Mittelteil (20) des Ventilgehäuoee (-0) gebildet ist.
4. Umsteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dauö das der Durchgangeöffnung (26) dee •koaxial zum Durchgangskanal (24) angeordneten Abgangeetutzeiu (211) zugeordnete Ventilachliessglied (28) an seiner stromab gerichteten Seite mit einem Strömungsaneatz (34) verbunden

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1st» duroh welchen in Of feststellung de· Tentilaohlieaegliedee (28) gegenüber der Gehtueeinnemreadung ein la «•■entliehen gleichbleibender 8trö«ung»quereohnitt beetlsart iet.
5· Ueeteuerrentil nmoh Anaprueh 1, dadurch g β kennieichnet, te·· dl« Atovwelgung (222) dee •«nkreoht iur Ach«· dte Durohgmngekmn*!· (24) angeordneten Abgangsetutsene (223) in unmittelbarer lib· der sugeordne» ten Durohgengeöffnung (26) de· Durohgangekcnals (24) angeordnet ist.
6. UMteuerrentil n»oh Anspruch 3, dadurch g·· kennieichnet, da·· der 3trBaungequeraohnitt de· aankreoht sur Aohaa dea Surongangakanala (24) angeordneten Abgangaetuteene (223) eindeetene annähernd der gleiche vie der Strttaungequerechnltt dea Ourohgangakanala (24) iat.

7· ü«eteuerventil nach Anapruoh 1, dadurch g β kenneeiohnet , dasa die beiden Ventilechlieeeglieder (28, 29) an eines geDeinaamen Ventilaohaft (30) be« featigt alnd, welcher koaxial sub Durchgangakanal (24) bewagbar iat.

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