DE1912457B2 - Vierwegemischventil fuer eine heizungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Vierwegemischventil für eine Heizungsanlage mit einem die Heizkörper enthaltenden Heizungskreis und einem den Vorlauf des Kessels unmittelbar in den Kessel zurückführenden Kesselkreis.

Beispielsweise bei Heißwasserheizungen von Gebäuden ist es erforderlich, den Vorlauf des Kessels entsprechend dem Wärmebedarf im Heizungskreis auf den Heizungs- und den Kesselkreis aufteilen zu können. Hierzu ist der Heizungskreis des Kessels mit dem Kesselkreis durch eine Vierwegemischvorrichtung gekoppelt, wozu häufig eine mit Klappen arbeitende Mischvorrichtung Verwendung findet. In der Praxis hat sich gezeigt, daß ein absolut dichter Abschluß des Kesselvorlaufes gegenüber dem Heizungskreis bei Null-Bedarf an Wärme auf der Heizungsseite nur sehr schwer zu erzielen ist, insbesondere dann, wenn die Mischvorrichtung über eine gewisse Zeit in Betrieb gewesen ist.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 164 177 ist ein Vierwegemischer insbesondere für Heizungsanlagen bekannt, der zur Kopplung des Heizungskreises und des Kesselkreises einer Heizungsanlage bestimmt und in Gestalt eines Vierwegemischventils ausgebildet ist. Dieses Ventil weist ein Ventilverschlußstück auf, das zwei in einem festen Abstand angeordnete Dichtflächen trägt, denen in einem entsprechenden Abstand im Ventilgehäuse angeordnete Ventilsitze zugeordnet sind. Bei solchen Ventilen, bei denen in einer Grenzstellung des Ventilverschlußkörpers zwei im festen Abstand angeordnete Dichtflächen des Ventilverschlußstückes gleichzeitig an den beiden zugeordneten Ventilsitzen exakt abdichten sollen, ist es praktisch schwierig, den Abstand der beiden Dichtflächen so einzujustieren, daß die gewünschte dichtende Auflage auf beiden Ventilsitzen gewährleistet ist. Ist die Einjustierung nicht exakt oder treten im Verlaufe längerer Betriebszeiten des Ventils Veränderungen auf, so läßt sich nicht vermeiden, daß lediglich an einer Dichtfläche genaue Abdichtungsverhältnisse gegeben sind. Abgesehen davon ist die Herstellung solcher Ventile teuer, weil hinsichtlich des Abstandes der einander zugeordneten Ventilsitze und Dichtflächen enge Toleranzen eingehalten werden müssen. Das Ventilverschlußstück des bekannten Ventils ist außerdem als Hohlkörper ausgebildet, der eine axiale Durchgangsbohrung aufweist, die je nach der Ventilstellung im Kesselkreis der Heizungsanlage liegt. Um eine unerwünschte Drosselung zu vermeiden, ist deshalb ein bestimmter, verhältnismäßig großer Mindestdurchmesser des Ventilverschlußstückes vorgegeben, der einen entsprechend großen Platzbedarf des ganzen Ventils ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vierwegemischventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei einfachem konstruktivem betriebssicherem Aufbau und bei kleinen Außenabmessungen sich dadurch auszeichnet, daß es eine einwandfreie Abdichtung zwischen dem Heizungskreis und dem Kesselkreis bei Null-Bedarf an Wärme auf der Heizungsseite gewährleistet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Vierwegemisch-

ventil gcmüß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, Fig, 5 das Ventil nach Fig. 4 in einem axialen

daß in dem Ventilgehäuse vier Ventilkammern ausge- Schnitt, der rechtwinklig zu der Ansicht nach Fig. 4

bildet sind, die miteinander und jeweils mit einem verlUuft, in einer Seitenansicht,

Ventileinlaß oder -auslaß verbunden sind und denen Von dem Kessel 20 gelangt der Vorlauf des Kes-

zwci auf einer gemeinsamen Ventilspindel angeord- 5 sels über eine Leitung 21 zu einem Einlaß 12 des

nete Ventilkörper zugeordnet sind, die die der Vor- Vierwegemischventils 29, dessen einer Auslaß 31

laufleitung des Kesselkreises zugeordnete erste Ventil- über Leitungen 32, 22 wiederum an den Kessel 20

kammer in einer Grenzstellung der Ventilspindel un- angeschlossen ist. Die Leitungen 21, 32, 22 bilden

tor gleichzeitigem Verschluß der der Kesselkreis- und den Kesselkreis, während an einen Vcntilauslaß 30

der der Heizungskreisrücklaufleltung zugeordneten io und einen Ventileinlaß 13 angeschlossene Leitungen

drillen und vierten Ventilkammer mit der der Hei- 24 und 28 zusammen mit einer Leitung 27 den Hei-

zungskrcisvorlaufleitung zugeordneten zweiten Ven- zungskreis darstellen, in dem eine Pumpe 25 und ein

lilkammer verbinden und in der anderen Grenzstel- Heizkörper 26 liegen, Der dem Heizungskreisrück-

lung diese erste Ventilkammer unter gleichzeitiger lauf 28 zugeordnete Ventileinlaß 13 ist durch eine

Verbindung der zweiten und der dritten Ventilkam- 15 Verbindungsleitung 23 mit dem dem Kesselkreisrück-

mer mit der vierten Ventilkammer verbinden kön- lauf 32 zugeordneten Auslaß 31 unmittelbar verbun-

nen. den.

Das neue Vierwegemischventil ergibt einen sehr Soll die volle Leitung des Kessels 20 zu dem Heizeinfachen Aufbau der Heizungsanlage, bei der eine körper 26 gelangen, so ist das Vierwegemischventil einwandfreie Trennung des Heizungs- und des Kes- 20 29 derart eingestellt, daß der Kesselvorlauf über die selkreislaufes möglich ist. Leitung 21, das Vierwegemischventil 29, die Leitung

In einer bevorzugten Ausführungsform ist es 24 und die Pumpe 25 zu dem Heizkörper 26 gelangt, zweckmäßig, daß der der Heizungskreisrücklauflei- von dem aus über die Leitung 27, die Verbindungsleitung zugeordnete Ventileinlaß über eine Leitung mit tung 23 und die Leitung 22 eine Rückleitung zu dem dem der Kesselrücklaufleitung zugeordneten Ventil- 25 Kessel 20 besteht. Die Verbindung von 12 nach 31 auslaß verbunden ist, wodurch sich ein sehr zweck- sowie jene von 13 nach 31 sind somit gesperrt,
mäßiger Aufbau der mit einem solchen Vierwege- Besteht an dem Heizkörper 26 kein Wärmebedarf mischventil ausgerüsteten Heizungsanlage erzielen (Nullwärmebedarf), so werden durch das Vierwegeläßt. mischventil 29 zwei getrennte Kreisläufe, nämlich der

Die vier Ventilkammern sind in dem Ventilgehäuse 30 Heizungskreis und der Kesselzirkulationskreis, ausge-

mit Vorteil räumlich übereinanderliegend angeordnet bildet: Der Kesselvorlauf strömt über die Leitung 21

und durch einen gemeinsamen, die Ventilspindel ent- und das Vierwegemischventil 29 in die Leitung 32

haltenden Kanal miteinander in Verbindung stehend und von dort aus über die Leitung 22 wieder in den

ausgebildet, gegenüber dem die dritte und die vierte Kessel 20 zurück, während andererseits der Hei-

Ventilkammer ganz und die erste und die zweite Ven- 35 zungskreis über den Ventilauslaß 30, die Leitung 24,

tilkammer jeweils einseitig durch die Ventilkörper die Pumpe 25, den Heizkörper 26, die Leitung 27, die

absperrbar sind. Diese Anordnung ermöglicht es, in Leitung 28 und den Ventileinlaß 13 geschlossen ist.

besonders platzsparender Weise günstige Dichtungs- Die Verbindung zwischen 12 und 30 ist unterbro-

verhältnisse zu erzielen. chen.

Auch ist es vorteilhaft, wenn zumindest einer der 40 Bei Zwischenstellungen des Vierwegemischventils

Ventilkörper eine Scheibe ist, die sich in den beiden 29 ergibt sich die erwünschte, zur Anpassung an den

Grenzstellungen der Ventilspindel dichtend an die je- Wärmebedarf des Heizkörpers 26 erforderliche Mi-

weils Ventilsitze bildenden, einander gegenüberlie- schung.

genden Öffnungsränder der ersten Ventilkammer an- Der Aufbau des Vierwegemischventils 29 ist in den

legen kann. Hierzu ist zu bemerken, daß es bei einem 45 F i g. 2 bis 5 veranschaulicht, wobei die F i g. 2 und 3

in der deutschen Auslegeschrift 1 222 221 beschrie- das Ventil in einer dem maximalen Wärmebedarf des

benen Dreiwegemischventil für Heizungsanlagen an Heizkörpers 26 entsprechenden Stellung zeigen, wäh-

sich bekannt ist, einen scheibenförmigen Ventilkör- rend in den F i g. 4 und 5 das Ventil iu einer Stellung

per vorzusehen. veranschaulicht ist, die dem Nullwärmebedarf ent-

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Vierwe- 50 spricht. Da der Aufbau des Ventils grundsätzlich in

gemischventils ergeben sich aus den nachfolgenden allen Figuren derselbe ist, genügt es, zunächst eine

Unteransprüchen. Erläuterung an Hand der Fig. 2 und 3 vorzuneh-

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des men:

Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt Von einem Ventilantrieb 1, der sich über Säulen 2

Fig. 1 eine Heizungsanlage mit einem Vierwege- 55 gegen ein Ventilgehäuse 17 abstützt, wird eine Spinmischventil gemäß der Erfindung in einer schemati- delmutter 3 angetrieben, die eine als Gewindespindel sehen Darstellung, ausgebildete Ventilspindel 5 längs verschieben kann,

F i g. 2 das Vierwegemischventil der Heizungsan- welcher eine Verdrehsicherung 4 zugeordnet ist, die

lage nach F i g. 2 in der Stellung für maximalen War- an einer der Säulen 2 gehalten ist. Die Ventilspindel 5

mebedarf an den Heizkörpern im axialen Schnitt in 60 ist an ihrem der Spindelmutter 3 entgegengesetzten

einer Seitenansicht, freien Ende bei 18 im Boden des Ventilgehäuses 17

F i g. 3 das Ventil nach F i g. 2 in einem axialen geführt. Sie trägt zwei in einigem Abstand auf ihr fest

Schnitt, der rechtwinklig zu der Ansicht nach Fig. 2 angeordnete Ventilkörper 15, 16, die als Scheiben

verläuft, in einer Seitenansicht, ausgebildet sind und in einer noch zu erläuternden

Fig. 4 das Vierwegemischventil der Heizungsan- 65 Weise zur Wirkung kommen.

lage nach F i g. 1 in der Stellung für Null-Bedarf an In dem Ventilgehäuse 17 sind vier übereinanderlie-

Wärme an den Heizkörpern im axialen Schnitt in gend angeordnete Ventilkammern 8, 9 und 14, 7 aus-

einer Seitenansicht und gebildet, von denen die erste Ventilkammer 14 mit

dem dem Kesselvorlauf zugeordneten Ventileinlaß 12 verbunden ist, während die zweite Ventilkammer 9 (F i g. 3) mit dem der Kesselkreisvorlaufleitung 24 verbundenen Ventilauslaß 30 in Verbindung steht. Die dritte Ventilkammer 8 ist mit der dem Heizungskreisrücklauf zugeordneten Leitung 28 über den Ventileinlaß 13 verbunden, während die vierte Ventilkammer? mit dem Ventilauslaß 31 verbunden ist, der an die Kesselzirkulationskreis-Rücklaufleitung 32 angeschlossen ist. Die Ventileinlässe 12, 13 liegen in einer Ebene, die gegenüber der Ebene der Ventilauslässe 30, 31 um 90° gedreht ist, wie es aus den F i g. 2 und 3 hervorgeht.

Die Ventilkammern 8, 9 und 14, 7 stehen über einen gemeinsamen mittig sie durchdringenden Kanal 34 miteinander in Verbindung, in dem die Ventilspindel 5 verläuft, die bei 6 abgedichtet in das Ventilgehäuse 17 eintritt. Die Ausbildung des Ventilgehäuses 17 ist nun derart getroffen, daß im Bereiche der öffnungsberandung zu dem Kanal 34 der ersten Ventilkammer 14 zwei gegenüberliegende ebene Ventilsitze 10,11 ausgebildet sind, gegen die sich der als Scheibe ausgebildete Ventilkörper 15 in den jeweiligen Grenzstellungen der Ventilspindel 5 genau abdichtend wechselweise anlegen kann. Auch der andere Ventilkörper 16 ist als Scheibe ausgebildet, doch ist die Anordnung in dem Trennbereich zwischen der dritten Ventilkammer 8 und der zweiten Ventilkammer 9 derart getroffen, daß die den Kanal 34 begrenzende Wand 19 zusammen mit der Umfangsfläche des Ventilkörpers 16 eine einwandfreie Abdichtung zustandebringen kann, wenn der Ventilkörper 16 in der Grenzstellung entsprechend F i g. 2 in den Kanal 34 hineinbewegt ist. Durch diese Anordnung ist gewährleistet, daß einerseits der obere Ventilkörper 15 satt gegen seinen Sitz 10 zur Anlage kommen kann — so daß eine einwandfreie Abdichtung zustande kommt — und andererseits der untere Ventilkörper 16, dadurch daß er an seinem Umfang dichtet, ohne Behinderung der Anlage des oberen Ventilkörpers 15 seine Dichtwirkung erzielt.

In der in F i g. 2, 3 dargestellten Grenzstellung der Ventilspindel 5 sind die Ventilkammern 14 und 7, d. h. die erste und die vierte Ventilkammer, voneinander getrennt, während die erste und die zweite Ventilkammer, d. h. die Ventilkammer 14 und die Ventilkammer 9, miteinander verbunden sind, während die dritte Ventilkammer 8 abgesperrt ist

Für das Ventil bedeutet dies, daß (vgl. Fig. 1) zwischen 12 und 30 eine Verbindung besteht, während die Verbindung zwischen 13 und 30 unterbrochen ist und die bei 13 und 31 angeschlossenen Leitungen 28 und 32 abgesperrt sind. Demgemäß kann der Vorlauf des Kessels 20 von der Leitung 21 über den Einlaß 12, die erste Ventilkammer 14, die zweite Ventilkammer 9 und den Auslaß 30 sowie die Leitung 24 zu dem Heizkörper 26 strömen, während der Rücklauf über die Leitungen 27, 23, 22 zum Kessel 20 geht.
In der anderen Grenzstellung des Ventils, die in den F i g. 4 und 5 veranschaulicht ist, ist die erste Ventilkammer 14 mit der vierten Ventilkammer 7 verbunden, während die zweite Ventilkammer 9 mit der dritten Ventilkammer 8 in Verbindung steht. Die

ίο Verbindung zwischen der ersten Ventilkammer 14 und der zweiten Ventilkammer 9 ist unterbrochen. Damit besteht bei der Heizungsanlage nach F i g. 2 eine Verbindung zwischen der Leitung 21, dem Ventileinlaß 12, der ersten Ventilkammer 14, der vierten Ventilkammer 7, dem Ventilauslaß 31, der Leitung 32 sowie der Leitung 22, so daß der Kesselzirkulationskreislauf geschlossen ist und der Vorlauf des Kessels nicht in die Leitung 24 gelangen kann, da die Verbindung zwischen 12 und 30 durch den Ventilkörper 15 unterbrochen ist.

Da der Vorlauf des Kessels 20 über die Leitung 21 dem Ventileinlaß 12 zugeführt wird, der zwischen den Ventilsitzen 10 und 11 in die erste Ventilkammer 14 mündet und die Ventilsitze 10 und 11 zusammen mit dem satt dichtend an ihnen anliegenden Ventilkörper 15 eine einwandfreie Abdichtung gewährleisten, ist auch entsprechend eine völlig leckfreie Umleitung des Vorlaufes in den beiden Grenzstellungen des Ventils gewährleistet, während gleichzeitig das Iediglich einer kleineren Beanspruchung ausgesetzte Ventilteil 19, 16 bei einwandfreier Abdichtung die

Funktion des Ventilkörpers 15 nicht behindern kann.

Im übrigen wäre es möglich, an Stelle der als Scheiben ausgebildeten Ventilkörper 15, 16 Regelkegel vorzusehen, denen dann auch bei 10, 11 bzw. 19 entsprechende Sitze zuzuordnen wären.

Schließlich kann die Ventilspindel 5 außer mit dem Motorantrieb 1 mit einer Handstellvorrichtung sowie

gegebenenfalls einer durch Ausdehnung eines zugeordneten Flüssigkeitsvolumens wirkenden weiterer Stellvorrichtung gekuppelt sein.

Wenn in der vorhergehenden Beschreibung dei Einfachheit halber bei 26 bzw. 50 (Fig. 1) ein Heiz-

körper angedeutet ist, so ist damit lediglich eine bestimmte Art eines Wärmeverbrauchers erwähnt Selbstverständlich können hier alle beliebigen Arter von Wärmeverbrauchern vorgesehen werden, beispielsweise Trockentrommeln u. dgl. Auch der Kesse

20 bzw. 47 kann selbstverständlich durch einen Wärmetauscher ersetzt werden, falls dies im Einzelfal zweckmäßig ist, wie auch als Heizmedium außei Warm- oder Heißwasser auch Dampf in Frage kommt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vierwegemischventil für eine Heizungsanlage mit einem die Heizkörper enthaltenden Heizungskreis und einem den Vorlauf des Kessels unmittelbar in den Kessel zurückführenden Kesselkreis, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ventilgehäuse (17) vier Ventilkammern (8,

9, 14 und 7) ausgebildet sind, die miteinander und jeweils mit einem Ventileinlaß oder -auslaß (12, 13, 30, 31) verbunden sind und denen zwei auf einer gemeinsamen Ventilspindel (5) angeordnete Ventilkörper (15, 16) zugeordnet sind, die die der Vorlaufleitung (21) des Kesselkreises zugeordnete erste Ventilkammer (14) in einer Grenzstellung der Ventilspindel (S) unter gleichzeitigem Verschluß der der Kesselkreis- (32) und der der Heizungskreisrücklaufleitung (28) zugeordneten dritten und vierten Ventilkammer (8, 7) mit der der Heizungskreisvorlauf leitung (24) zugeordneten zweiten Ventilkammer (9) verbinden und in der anderen Grenzstellung diese erste Ventilkammer (14) unter gleichzeitiger Verbindung der zweiten und der dritten Ventilkammer (9, 8) mit der vierten Ventilkammer (7) verbinden können.

2. Vierwegemischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Heizungskreisrücklaufleitung (28) zugeordnete Ventileinlaß

(13) über eine Leitung (23) mit dem der Kesselrücklaufleitung (32) zugeordneten Ventilauslaß (31) verbunden ist.

3. Vierwegemischventil nach Anspruch 1 oder

2, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Ventilkammern (8, 9, 14 und 7) in dem Ventilgehäuse (17) räumlich übereinanderliegend angeordnet sind und durch einen gemeinsamen, die Ventilspindel (S) enthaltenden Kanal (34) miteinander in Verbindung stehen, gegenüber dem die dritte und die vierte Ventilkammer (8, 7) ganz und die erste und die zweite Ventilkammer (14, 9) jeweils einseitig durch die Ventilkörper (15, 16) absperrbar sind.

4. Vierwegemischventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Ventilkörper (15) eine Scheibe ist, die sich in den beiden Grenzstellungen der Ventilspindel (5) dichtend an die jeweils Ventilsitze (10, 11) bildenden, einander gegenüberlie- so genden Öffnungsränder der ersten Ventilkammer

(14) anlegen kann.

5. Vierwegemischventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ventilkörper (16) eine Scheibe ist, die in einer Grenzstellung der Ventilspindel (5) in den zwischen der zweiten (9) und der dritten (8) Ventilkammer liegenden Teil des Kanals (34) unter Ausbildung einer Dichtung gegenüber der umgebenden Wand (19) eingeführt ist.

6. Vierwegemischventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkörper (15, 16) als Regelkegel ausgebildet sind.

7. Vierwegemischventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilspindel (5) eine durch eine Spindelmutter (3) verstellbare, unverdrehbar geführte Gewindespindel ist, die an ihrem der Spindelmutter (3) entgegengesetzten Ende (S) im Boden des Ventilgehäuses (17) geführt ist,