DE2105200B2 - Regelventil mit zwei getrennten Ventilkegeln zur selbsttätigen Regelung der Durchlaßöffnung des Ventilsitzes - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Regelventil mit selbsttätiger Regelung der Durchlaßöffnung eines im Ventilgehäuse angeordneten Ventilsitzes unter Verwendung von zwei getrennten Ventilkegeln, die von gegenüberliegenden oeiien mit dem Ventilsitz zusammenarbeiten. Insbesondere ist dieses Regelventil zur Verwendung bei Heizungsanlagen oestimrnt

Aus der britischen Hatenti hrift 853 319 ist die Anordnung von zwei getrennten, von gegenüberliegenden Seiten mit einem Ventilsitz zusammenarbeitenden Ventilkegeln bei einem Ventil bereits bekannt Dort handelt es sich aber nicht um eine selbsttätige Regeleinrichtung im Sinne der Erfindung, sondern um eine Sicherheitsvorrichtung für gasbeheizte Apparate. Bei dieser Sicherheitsvorrichtung werden die auf den Ventilsitz wirkenden Ventilkegel nicht von Reglern bewegt, sondern von Hand bzw. durch Einwirkung eines elektrischen Stromes im Zusammenarbeit mit einer vorgespannten Feder. Da solche gasbeheizten Geräte auch geregelt werden müssen, ist es notwendig, den eigcntli-Chen Regler an einer anderen Stelle der Gaszuleitung anzuordnen. Die Durchflußöffnung dieses Sicherheitsventils wird also nicht von beiden Seiten her gesteuert. Die zu drosselnden öffnungen können nur zwei Werte, tiämlich einen maximalen Wert in der Öffnungsstellung lind einen minimalen Wert in der Schließstellung, haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine echte Regeleinrichtung für ein Regelventil zu schaffen, bei dem also die Durchflußquerschnitte zwischen Ventilke-JeI und Ventilsitz stetig in Abhängigkeit von irgendei ner Regelgröße veränderlich sind. Dabei soll eine Doppelregelung mit Hilfe eines einzigen, einfachen und raumsparenden Regelventiis erzielt werden. Beispielsweise wird bei Heizungsanlagen oft die Aufgabe ge- stellt, neben der Temperatur auch die Durchflußmenge des Heizmediums in der Weise zu regeln, daß im normalen Betrieb die Temperaturregelung vorherrscht, während in Zeiten eines außergewöhnlich hohen Wärmebedarfes die Durchflußmenge begrenzt werden soll. ^e5 Ähnliche Regelaufgaben treten 2. B. auf, wenn neben der Temperatur auch noch ein Druck geregelt oder begrenzt werden soll.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Ventilkegel unabhängig voneinander von je einem besonderen, selbsttätig arbeitenden Regler nach dem Prinzip der Maximalauswahl gesteuert werden. Dieses Regelprinzip besagt, daß die Regelung jeweils von demjenigen Regler bewirkt wird, dessen Steuergröße den höheren Wert hat

Wenn z. B. bei einer Heizungsanlage außer der Temperatur auch die Durchflußmenge des ί leizmediums zu regeln ist, wird das Regelventil einerseits mit dem Arbeitskörper eines Temperaturreglers und andererseits mit dem Stellmotor, z.B. der Arbeitsmembran eines Differenzdruckreglers, verbunden. Diese Regler arbeiten dann mit ihren zugehörigen Ventilkegeln von entgegengesetzten Seiten mit den Sitzrändern des gemeinsamen Ventilsitzes zusammea Auf diese Weise können verschiedene Reglerkombinationen ausgeführt und entsprechende Regelaufgaben gelöst v.j-r-Jen.

Zum Stand der Technik sei noch auf die deutsche Patentschrift 208 612 verwiesen, die ein Ventil mn /-sei getrennt und unabhängig von gegenüberliegenden s-jiten mit dem Ventilsitz zusammenarbeitenden VenniU· geln beschreibt. Hier erfolgt aber die Steuerung :,;. hi nach dem Prinzip der Maximalauswahl, vielmehr ist Jic Steuerung des Ventils von der Durchflußrichtung >.]> hängig. Ähnliches gilt für die in der deutschen Offenlegungsschrift 1962 623 beschriebene Einrichtung, nc; der ebenfalls das Prinzip der Maximalauswahl nicht vorgesehen ist, da einer der beiden Freiheitsgrade des Ventilkegels lediglich eine Änderung der Verteilung ohne Einfluß auf Druck und Menge bewirkt.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausfiihrungsform beispielsweise veranschaulicht. Die einzige Figur dieser Zeichnung stellt in einem vertikalen Längsschnitt ein Regelventil dar, dessen Durchlaß ·..-! wohl von einem Temperaturregler als auch von eine,. Differenzdruckregler gesteuert wird.

Das Regelventil hat ein Ventilgehäuse 1 üblicher Bauart mit einem einzigen Ventilsitz 2, dessen Durchlaßöffnung 18 von beiden Seiten mittels unabhängig voneinander wirkender Ventilverschlußkörper gedrosselt werden kann, die gemäß dem Ausführungsbeispiel aus einfachen Ventilkegeln bestehen.

Oberhalb des Ventilsitzes 2 befindet sich ein Ventilkegel 3, der von einem nach dem Flüssigkeitsausdehnungsprinzip arbeitenden Temperaturregler betätigt wird. Ein ζ B. in einer Rohrleitung angeordneter, in der Zeichnung nicht näher dargestellter Wärmefühler ist durch ein Kapillarrohr 4 mit dem Druckraum 5 eines Arbeitskörpers 6 verbunden. In dem Arbeitskörper 6 befindet sich ein Metallfederrohrbalg 7, dessen Balgboden mit einem Arbeitsstift 8 verbunden ist. Bei einer Temperaturerhöhung am Wärmefühler dehnt sich die den Fühler, das Kapillarrohr 4 und den Druckraum 5 füllende Flüssigkeit aus und schiebt den Arbeitsstift 8 in Richtung auf das Ventilgehäuse 1 vor. Das untere Ende des Arbeitsstiftes 8 drückt über ein Druckstück 9 auf eine mit dem Ventilkegel 3 verbundene Ventilstange 10 und bewegt den Ventilkegel entgegen der Wirkung einer Feder 11 abwärts in Richtung auf den oberen Sitzrand des Ventilsitzes 2, so daß die Durchlaßöffnung

18 stärker gedrosselt wird.

Zwecks Druckentlastung des Ventilkegels 3 ist die Durchlaßöffnung 18 durch eine Rohrleitung 12 mit einem Entlastungsraum 14 verbunden, der mittels eines Entlastungsfederbalges 13 gegenüber dem Innenraum

19 des Ventilgehäuses 1 abgedichtet ist. Der Entlastungsfederbalg 13 hat den gleichen wirksamen Durch-

messer wie die Durchlaßöffnung des Ventilsitzes 2 und ist einerseits mit dem als Balgboden dienenden Druckstück 9, andererseits mit einem Gehäusedeckel 15 dicht verbunden. Durch eine Bohrung des Gehäusedeckels 15 ist die Ventilstange 10 in den Innenraum 19 des Ventil- s gehäuses 1 frei beweglich, aber abgedichtet eingeführt. Der Entlastungsrauni 14 ist von einer auf dem Ventilgehäuse t befestigten Kappe 16 eingeschlossen, auf welcher der Arbeitskörper 6 mittels einer Überwurfmutter 17 gehalten ist

Auf der dem Ventilkegel 3 gegenüberliegenden Seite des Ventilsitzes 2 befindet sich ein Ventilkegel 20, der von einem nach dem Differenzdruckprinzip arbeitenden Druckregler betätigt wird. Der Ventilkegel 20 ist am freien Ende einer Ventilstange 21 befestigt, die mit dem Balgboden 22 eines Entlastungsfederbalges 23 fest veitmnden ist Das ortsfeste Ende des Entlastungsfederbalges 23, der den gleichen wirksamen Durchmesser wie die Durchflußöffnung 18 des Ventilsitzes 2 hat. ist in den Boden einer den Balg 23 umgebenden, am Ventilgehäuse 1 befestigten Haube 24 ;ingedichtet. Der Innenraum 25 des Entlastungsfederbalges 23 steht durch einen Kanal 26 mit dem Raum oberhalb des Ventilkegels 20 bzw. mit der Durchlaßöffnung 18 des Ventilsitzes 2 in Verbindung. Die Ventilstange 21 wird durch eine Bohrung des Bodens der Haube 24 frei beweglich nach außen geführt, wobei sie mittels eines Federrohres 27 abgedichtet ist.

Mit dem Ventilgehäuse 1 ist ein zweiteiliges Membrangehäuse 31 durch Distanzbolzen 32 fest verbunden. 3c Eine zwischen den Flanschen der Gehäuseschalen des Membrangehäuses 31 eingespannte Arbeitsmembran 33 teilt den Innenraum des Membrangehäuses in zwei Kammern 28 und 29. Di'. Plusdruck-Kammer 28 ist an eine Impulsdruckleitung 34, die Minusdruck Kammer 29 an eine impulsdruckleitung 35 angeschlossen. Diese 'lmpulsdruckleitiingen 34 und 35 sind mit einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Differenzdruckgeber verbunden, z. B. mit den vor bzw. hinter einer Meßblende liegenden Abschnitten einer von einem Medium durchströmten Rohrleitung. Das in das Membrangehäuse 31 ragende untere Ende der Ventilstange 21 ist mit einem die Arbeitsmembran 33 versteifenden starren Membranteller 36 fesi verbunden, wobei die Durchführungsbohrung des Membrangehäuses durch eine Stopfbuchse oder einen O-Ring 37 abgedichtet ist.

Der Kraft der unter der Wirkung des Differenzdruckes stehenden Arbeitsmembran 33 wirkt eine Feder 40 entgegen, die zwischen der Haube 24 und den Distanzbolzen 32 angeordnet ist Die Feder 40 wird von einem auf der Ventilstange 2t angebrachten Federteller 30 abgestützt, der von einem vorzugsweise zwecks Regulierung der Federspannung auf der Ventilstange 21 verschraubbaren Anschlagstück 38 getragen wird.

Der Differenzdruckregler steuert den Ventilkegel 20 des Regelventils in Abhängigkeit von der durch den Differenzdruck gemessenen Durchflußmenge des strömenden Mediums in der den Differenzdruckgeber enthaltenden Rohrleitung. Bei steigendem Differenzdruck d. h. bei steigender Durchflußmenge, drückt der Membranteller 36 der Arbeitsmembran 33 die Ventilstange 21 entgegen der Kraft der Feder 40 nacli oben, wodurch sich der Ventilkegel 20 dem unteren Sitzrand des Ventilsitzes 2 nähert und den Durchfluß drosselt sofern nicht bereits der Ventilkegel 3 des Temperaturreglers eine gleich große oder grööere Drosselung an dem gemeinsamen Ventilsitz 2 eingestellt hat. Dabei sei vorausgesetzt, daß der Temperaturregler über den Arbeitskörper 6 den Ventilkegel 3 näher an den oberen Sitzrand des Ventilsitzes 2 herandrückt, wenn die Temperatur am Einbau- oder Anbringungsort des Wärmefühlers steigt. Auch in diesem Fall wird der Durchfluß am Ventilsitz 2 gedrosselt. Der Regler mit der höheren Steil- oder Führungsgröße übernimmt also jeweils die Durchflußregelung im Regelventil. Wenn beispielsweise die Temperatur im Verhältnis zur Durchflußmenge höher ansteigt, drosselt der Ventilkegel 3 des Temperaturreglers die Durchflußöffnung 18 im Ventilsitz 2, während der Differenzdruckregler den Drosselvorgang nicht mehr beeinflußt, und umgekehrt.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das vorstehend beschriebene und in der Zeichnung veranschaulichte Ausführungsbeispiel, sondern sie umfaßt alle Varianten im Rahmen der wesentlichen Erfindungsmerkmale. Beispielsweise können an Stelle einfacher Ventilkegel auch andere, entsprechend wirkende Ventilverschlußkörper vorgesehen werden, die mit einer gemeinsamen Ventildurchflußöffnung zusammenarbeiten. Ferner können auch beliebige andere Steuer- oder Führungsgrößen von entsprechenden Reglern zur Steuerung der Ventilkegel verwendet weiden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Regelventil mit selbsttätiger Regelung der Durchlaßöffnung eines iro Ventilgehäuse angeordneten Ventilsitzes unter Verwendung von zwei getrennten Ventilkegeln, die von gegenüberliegenden Seiten mit dem Ventilsitz zusammenarbeiten, d a · durch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilkegel (3, 20) unabhängig voneinander von je einem besonderen, selbsttätig arbeitenden Regler nach dem Prinzip der Maximalauswahl gesteuert werden.

2. Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekei τι-zeichnet, daß das Ventilgehäuse (I) einerseits mit dem Arbeitskörper (5 bis 8) eines Temperaturreglers und andererseits mit dem Stellmotor (38 bis 40) eines Druckreglers, z. B. eines Differenzdruckreglers für Durchflußregelung verbunden ist, die die Ventiis'angen (10 bzw. 21) der Ventilkegel (3 bzw. 20) betätigen.