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Die
Erfindung betrifft einen Ventileinsatz mit einem Einschraubkörper in
Form eines Rohrstückes, die
mit einem Außengewinde
versehen ist und ein Innengewinde aufweist, mit einer hohlen, in
den Einschraubkörper
eingesetzten und am oberen Ende verschlossenen Spindel, die mit
einem oberen, durchsichtigen Abschnitt über den Einschraubkörper emporragt,
an einem mittleren Abschnitt ein mit dem Innengewinde kämmendes
Gewinde aufweist, unterhalb des Gewindes eine innen an den Einschraubkörper anliegende
Dichtung trägt
und am unteren Ende mit einem unterhalb des Einschraubkörpers befindlichen
und axial durchbohrten Ventilkörper
verbunden ist, wobei sich ein Meßstab durch die Axialbohrung des
Ventilkörpers
und in die Spindel erstreckt und an seinem aus dem Ventilkörper nach
unten vorstehenden Ende ein Anströmglied trägt, und wobei in der Spindel
eine den Meßstab
beaufschlagende Feder beherbergt ist.
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Der
hydraulische Abgleich von Rohrleitungen in Gebäuden ist heutzutage sowohl
eine ökonomische
als auch eine ökologische
Notwendigkeit. Dies wird auch in den aktuellen DIN-Normen und Verordnungen
gefordert. Ungleichmäßige Wärmeabgabe,
Geräuschentwicklung,
Einschränkung
der Regelfähigkeit
und das Nichterreichen notwendiger Temperaturdifferenzen in Heizungsanlagen
sind die Folgen eines mangelhaften hydraulischen Abgleichs von Pumpenwassersystemen
zur Wärmeversorgung.
Der hydraulische Abgleich erfordert eine Begrenzung der Volumenströme auf Werte,
die auch dem tatsächlichen,
in der Auslegung berechneten Wärmebedarf
entsprechen.
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In
dem Dokument
DE 35
09 718 C2 ist ein Verteilerventil mit Durchflussmesser
insbesondere für
Warmwasser-Heizungsanlagen beschrieben, dessen Gehäuse einen
zylindrischen Hauptleitungsabschnitt umschließt. In den Hauptleitungsabschnitt erstreckt
sich ein Querrohr, welches mit einem Anschluss für eine Zweigleitung verbunden
ist. Das sich im Inneren des Hauptleitungsabschnittes befindliche innere
freie Endes des Querrohres ist zu einem Ventilsitz für einen
Verschlusskörper
ausgebildet ist, der durch Drehen einer aus dem Hauptleitungsabschnitt vorstehenden
Spindel in das Querrohr und aus diesem heraus beweglich ist. Zur
Durchflussmessung ist im Querrohr ein Anströmglied über eine Feder am Verschlusskörper aufgehängt. Eine
mit dem Anströmglied
verbundene Stellungsanzeigestange ist in eine Sackbohrung der aus
durchsichtigem Werkstoff hergestellten Spindel aus dem Verteilergehäuse herausgeführt. Der
jeweilige Strömungsdurchsatz
ist mittels einer Stellungsmarkierung an einer Spindelskala ablesbar.
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Nachteilig
ist, dass der Strömungsquerschnitt
für das
Wasser aus dem Hauptleitungsabschnitt in das Querrohr von der Stellung
des konischen Verschlusskörpers
abhängt.
Ferner beeinflusst die die Stellungsanzeigestange im Querrohr umgebende
Feder die Strömungsverhältnisse
im Querrohr.
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In
den Dokumenten
DE
196 08 780 A1 sowie
DE 296 23 644 U1 wird ebenfalls ein Verteilerventil mit
Durchflussmesser insbesondere für
Warmwasser-Heizungsanlagen beschrieben, welches sich von dem vorstehend
erläuterten
Verteilerventil nur dadurch unterscheidet, dass die Feder oberhalb
der Stellungsanzeigestange in der Sackbohrung der Spindel eingefangen
ist. Dadurch wird jedoch das parallaxefreie Ablesen des Durchflusses
durch das Querrohr an der Spindel erschwert; bei flüchtiger
Betrachtung kann nur schwer zwischen den einzelnen Windungen der
Feder und dem oberen Ende der Stellungsanzeigestange unterschieden
werden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Ventileinsatz
für ein
aus einem Hauptrohr in ein Querrohr und umgekehrt strömendes Medium,
vornehmlich Wasser, zu schaffen.
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Bei
dem eingangs genannten Ventileinsatz ist dazu erfindungsgemäß vorgesehen,
dass ein unterer Abschnitt des Ventilkörpers zylindrisch und mit einem
etwas kleineren Außendurchmesser
als das Anströmglied
ausgebildet ist und am Übergang
zu einer radialen Erweiterung eine Flachdichtung trägt, wobei
die Feder den Meßstab
innerhalb des von dem Einschraubkörper abgedeckten Abschnittes
der Spindel umgibt.
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Die
Erfindung bietet mehrere Vorteile: Der Meßstab wurde so gestaltet, dass
die gleichen Bauteile des Durchflussmengenmessers für ein Ansträmen im Vor-
und im Rücklauf
von bzw zu der Mediumhauptleitung geeignet sind, ohne dass Hauptverbindungen
gelöst
und aufwendig gewechselt werden müssen. Im offenen Zustand des
Ventils wird die Spindel vor allem bei höheren Mediumtemperaturen vor
zu starker Erwärmung
geschützt,
weil der zweckmäßig aus
Messing gefertigte Ventilkörper
einen wesentlichen Teil seiner Wärme
an den metallischen Einschraubkörper
abgeben kann. Bei verändertem Querrohr-Querschnitt
braucht nur der zylindrische Teil des Ventilkörpers angepasst zu werden,
alle anderen Teile des erfindungsgemäßen Ventileinsatzes können unverändert beibehalten
werden. Die erfindungsgemäße Flachdichtung
kompensiert Fertigungstoleranzen, die größer als herkömmlich gewählt werden
können.
Ferner ermöglicht
die Flachdichtung die Verwendung des erfindungsgemäßen Ventileinsatzes
für Schrägsitzventile.
Da schließlich die
Feder nicht sichtbar bleibt, ist eine parallaxefreie Ablesung ähnlich wie
bei Displays sichergestellt.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweckmäßig als
Dichtungsscheibe ausgebildete Flachdichtung an ihrem inneren Rand mit
einer konischen Verdickung versehen ist. Weiter ist vorteilhaft,
wenn der Ventilkörper
einen Sitz für
die Feder aufweist, welche sich an ihrem dem Sitz gegenüberliegenden
Ende an einer radialen, sichtgeschützten Schulter des Meßstabes
abstützt.
Zur Verwendung des Ventileinsatzes im Rücklauf empfiehlt es sich, dass
die als Druckfeder ausgebildete Feder im Zwischenraum oberhalb des
Meßstabes
und unterhalb der Schauglasoberkante ist. Einer Verwendung des erfindungsgemäßen Ventileinsatzes
im Vorlauf ist dienlich, die Feder als Druckfeder auszubilden. Sie
kann in wenigstens zwei hintereinandergeschaltete Teilfedern mit
unterschiedlichen Federeigenschaften unterteilt sein. Anstelle der
Hintereinander-schaltung der beiden Teilfedern kommt natürlich auch
eine Parallelschaltung derselben in Betracht. Für die Wärmeableitung ist es günstig, wenn
der zweckmäßig metallische
Ventilkörper
bei offenem Ventil an der Unterkante der Mutter anliegt. Zweckmäßig ist
schließlich,
wenn der Ventilkörper
oberhalb seines unteren Abschnittes eine radiale, eine topfartige
Einsenkung umgebende Erweiterung aufweist, in welche das untere
Ende der Spindel eingeschraubt ist. Der Boden des Topfes ist dann
gleichzeitig der Sitz der Feder.
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Im übrigen sind
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung in den Unteransprüchen angegeben. Die
Erfindung wird nachstehend anhand des in der beige fügten Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels
im einzelnen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Hauptrohres mit Querrohr im Schnitt
sowie mit Ventileinsatz in Ansicht, und
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2 eine
schematische Darstellung eines Axialschnittes durch den Ventileinsatz.
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Der
im ganzen mit 1 bezeichnete Ventileinsatz kann für ein Absperrventil
für beliebige
strömungsfähige Medien
auch höherer
Temperatur verwendet werden. Als Beispiel wird nachfolgend eine Warmwasser-Versorgung
in einer Heizungsanlage beschrieben.
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Aus
einer Wasser-Hauptleitung 2 wird Wasser über ein
Querrohr 3 abgezweigt, welches in eine Öffnung der Hauptleitung eingeschraubt
und einen Anschlußstutzen 4 außerhalb
der Hauptleitung 2 aufweist und in die Hauptleitung 2 quer
zu ihrer Längsachse
mündet.
Das in der Hauptleitung 2 befindliche freie Ende des Querrohres 3 ist
als konischer oder balliger Ventilsitz 5 ausgebildet.
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In
axialer Ausrichtung auf die Mittellinie des Querrohres 3 ist
in eine weitere Öffnung
der Hauptleitung 2 der Ventileinsatz 1 von außen eingeschraubt. Dazu
umfasst der Ventileinsatz 1 einen rohrförmigen Einschraubkörper 10 aus
Messing, die an ihrem unteren Ende ein für das wasserdichte Verschrauben mit
der Hauptleitung 2 geeignetes Außengewinde 11 trägt. Der
Einschraubkörper 10 weist
oberhalb des Außengewindes 11 einen üblichen,
radial breiten Außensechskant 12 auf.
Oberhalb des Außensechskants 12 besitzt
der Einschraubkörper 10 einen
rohrförmigen
Dom 14, an dessen Innenwand ein Innengewinde 13 ausgebildet
ist.
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Eine
aus durchsichtigem Kunststoff bestehende hohle Spindel 20 ist
oben verschlossen, am unteren Ende offen und mittels eines an einem
mittleren Abschnitt 22 der Spindel 20 ausgebildeten
Außengewindes 23 in
das Innengewinde 13 eingeschraubt, Der obere Abschnitt 14 der
Spindel 20 erhebt sich über
den Dom 14 und ist mit einer Skala versehen. Eine Ringdichtung 25 sitzt
einerseits in einer unterhalb des Außengewindes 23 im
Mantel der Spindel 20 ausgebildeten Ringnut und liegt andererseits
an der Innenwand des Einschraubkörpers 10 dichtend
an. Der untere Abschnitt 26 der Spindel 20 ist
durch eine radial einspringende Schulter 27 verjüngt und
mit einem weiteren Außengewinde 29 versehen,
welches in ein Gegengewinde eines Ventilkörpers 30 eingreift.
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Die
Spindel 20 kann daher von unten in den Einschraubkörper 10 eingeführt und
durch Eingriff der Gewinde 13 und 23 nach oben
gedreht werden, bis eine radial vorstehende Schulter 28 der
Spindel einen Vorsprung aus der Innenwand des Einschraubkörpers 10 unterfaßt.
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In
die Spindel 20 ist von unten ein undurchsichtiger Meßstab 40 eingeführt, dessen
spindelseitigen Ende als vom Äußeren der
Spindel ablesbare Anzeige für
die axiale Position des Meßstabes 40 in der
Spindel dient. Dazu besitzt das spindelseitige Ende eine tellerartige
Verbreiterung 41 mit dünnem Rand,
was die genaue Ablesung an der auf die Spindel aufgebrachten Skala
erleichtert (1). Der Meßstab weist einen langen Schaft 42 auf,
dessen oberer Abschnitt bei der voll geöffneten Stellung des Ventils
bis mindestens zum oberen Rand des Domes 14 reicht und
sich über
eine radial einspringende Schulter 44 in einen radial verjüngten unteren,
aus der Spindel 20 und dem Ventilkörper 30 vorstehenden
Abschnitt 46 fortsetzt. Innerhalb der Spindel 20 ist
eine Spiralfeder 48 eingefangen, die sich als Druckfeder
einenends auf dem Ventilkörper 30 und andernends
an der Schulter 44 abstützt.
Die Druckfeder 48 drängt
daher den Meßstab 40 in
der Spindel nach oben.
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Der
Ventilkörper 30,
der zwecks Wärmeableitung
an den Einschraubkörper 10 aus
Metall, zweckmäßig Messing,
besteht und in Ausrichtung auf die Mittellinie 45 des Meßstabes 40 axial
durchbohrt ist, umfasst einen oberen topfartigen Teil 32,
der im Verhältnis
zu seinem zylindrischen unteren Teil 34 radial derart erweitert
ist, dass die Seitenwand des Teils 32 gegen das untere
Ende des Einschraubkörpers 10 anliegen
kann. An der Seitenwand ist innen ein Gewinde ausgebildet, in welches
die Spindel 20 mit ihrem unteren Gewinde 29 eingeschraubt
werden kann. Das Gewinde 29 ist im Verhältnis zum Gewinde 23 derart
ausgelegt, dass bei Drehen der Spindel 20 in der einen
oder anderen Richtung diese sich aus dem Ventilkörper 30 nicht löst, der
Ventilkörper 30 also
stets mit der Spindel 20 mitdreht. Damit ist die Verankerung
der Spindel 20 im Ventilkörper 30 etwa mittels Klebstoff
oder dergleichen Verunreinigungen bedingenden Massen oder Schmiermittel
entbehr-lich. Der Boden des Teiles 32 bildet einen Sitz 33 für die Feder 48.
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Am Übergang
vom topfartigen Teil 32 zum zylindrischen Teil 34 ist
eine den Teil 34 umgebende Flachdichtung 38 in
Form eines Dichtringes angeordnet, welche am Teil 34 eine
konisch nach unten zulaufende Verdickung 39 aufweist. Hierdurch
werden wesentlich verbesserte Regeleigenschaften erreicht, wenn
mittels der Spindel durch Eindrehen der Volumenstrom begrenzt bzw.
eingeregelt wird. An das untere Ende des Meßstab-Abschnittes 46 ist
ein Anströmglied 50 befestigt,
dessen Außendurchmesser etwas
größer als
der Außendurchmesser
des zylindrischen Teiles 46, jedoch kleiner ist als die
lichte Weite des Querrohres 3.
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Bei
gemäß 1 voll
geöffnetem
Ventil kann Wasser entsprechend den Pfeilen 6 und 7 an
dem zylindrischen Teil 34 vorbei in das Querrohr 3 einströmen. Entsprechend
der Größe des Wasserdurchsatzes
durch das Querrohr 3 wird das Anströmglied 50 in das Querrohr
hineingezogen mit der Folge, dass sich der Meßstab 40 in der Spindel 20 nach
unten bewegt, bis die Anströmkraft
auf das Anströmglied 50 mit
dem Gegendruck der entsprechend komprimierten Feder 48 sich
etwa im Gleichgewicht befindet. An der Skala des Spindel 20 kann
der Wasserdurchsatz durch das Querrohr abgelesen werden. Zum Absperren
des Ventils wird die Spindel 20 in dem Einschraubkörper 10 nach
unten gedreht, bis die Flachdichtung 38 auf dem Rand des
Querrohres 3 dichtend aufsitzt.
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Soll
der Ventileinsatz 1 für
den Rücklauf
eines Warmwassersystems verwendet werden, muss lediglich die Feder 48 oberhalb
des Meßstabes
plaziert werden, welche am Sitz 33 und an der Schulter 44 fest
verankert ist und eine solche axiale Länge besitzt, das bei geschlossenem
Ventil die Erweiterung 41 sich etwa in Höhe des oberen
Randes des Domes 14 befindet. Bei geöffnetem Ventil drückt daher
der Wasser-Rückstrom
im Querrohr 3 in Gegenrichtung der Pfeile 6 und 7 das
Anströmglied 50 nach
oben, so dass der Meßstab 40 entsprechend
angehoben wird. Die Umstellung des Ventileinsatzes 1 von
Vorlauf auf Rücklauf
gelingt also mit einfachen Mitteln und wenigen Handgriffen.