DE2111005C3 - Mischventil für die Temperaturregelung des Heizungsvorlaufs in Warmwasserheizu ngsanlagen - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mischventil für die Temperaturregelung des Heizungsvorlaufs in Warmwasserheizungsanlagen mit Ein- und Auslaßöffnungen für den Kesselvorlauf und -rücklauf sowie Heizungsvor- und -rücklauf im Ventilgehäuse, bei dem der Abschnitt des Ventilgehäuses, der von den zum Heizungsvorlauf strömenden Wasseranteilen durchflossen wird, eine Bimetallspirale aufnimmt, deren inneres Ende mit einem durch den Ventilboden geführten Schaft auf die gewünschte Heizungs-Vorlauftemperatur einstellbar ist, während ihr äußeres Ende einen Regelverstärker für ein Stellglied zur Dosierung der Kesselvorlauf-Wasseranteile zum Ventil und der Heizungsrücklauf-Wasseranteile zum Kessel steuert

Ein derartiges Mischventil ist aus der DT-OS 1600947 bekannt, wobei ein äußerer elektrischer Verstärker vorgesehen ist, dem als Stellglied ein Eleküomotor nachgeschaltet ist, der auf den Ventilschieber arbeitet. Derartige Mischventile sind aber nicht nur teuer, sondern auch störungsanfällig und werfen Probleme hinsichtlich der Montage und der Wartung auf, weil hierzu in aller Regel sowohl Heizungsinstaliateure als auch Elektriker notwendig

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Mischventil zu schaffen, bei dem dieser äußere elektrische Verstärker vermieden wird.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Mischventil der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Stellglied über einen von der Bimetallspirale .verstellten Steuerschieber mit dem von einer im Heizungskreislauf angeordneten Pumpe erzeugten Druck beaufschlagbar und nachstellbar ist.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn durch den Steuerschieber bei mit der gewünschten Heizungsvorlauftemperatur übereinstimmender Stellung des mit einem Stellkolben in einem Zylinder des Ventilgehäuses gekuppelten Dosierschiebers zwei Kanäle verschließbar sind, von denen der eine in den Zylinderraum oberhalb des Kolbens, der andere in den Zylinderraum unterhalb des Kolbens mündet, und daß durch den Steuerschieber je nach zu hoher oder zu tiefer Mischtemperatur der eine oder andere Kanal an eine von der Druckseite einer ständig umlaufenden Pumpe ausgehende Leitung anschließbar und der jeweils andere Kanal mit dem Mischraum auf der Saugseite der Pumpe verbindbar ist.

Das erfindungsgemäße Mischventil ist ferner vorteilhaft hinsichtlich des konstruktiven Aufwandes und des benötigten Raumbedarfs, wobei in besonders rationeller Bauweise die Pumpe mit dem Ventil zu einer einzigen Baugruppe zusammengefaßt sein kann, wobei die ohnehin im Heizungskreislauf vorhandene Umwälzpumpe als Verstärker dient.

Bei zu hoher Misch- und damit Heizungsvorlauftemperatur wird das von der Druckseite der Pumpe abgezweigte Wasser durch den Steuerschieber dem zur Oberseite des Kolbens führenden Kanal als Druckbelastung des Kolbens zugeleitet, während der andere auf der Unterseite des Kolbens endende Kanal mit dem Saugraum der Pumpe verbunden wird. Durch das Druckgefälle zwischen beiden Kolbenseiten wird der Kolben verschoben und stellt den mit ihm gekuppelten Dosierschieber in die den Zufluß von kaltem Heizungsrücklaufwasser entsprechend verstärkende Stellung ein. Diese Verstellung endet von selbst, sobald die gewünschte Mischwasser- und damit Heizungsvorlauftemperatur erreicht ist. In dieser Stellung werden die Kanäle vom Steuerschieber geschlossen, womit der Kolben und der Dosierschieber in der eingestellten Lage fixiert sind, bis sich abweichende Mischtemperaturen einstellen.

Bei zu niedriger Misch- und Heizungsvorlauftemperatur wechseln die Kanäle die ihnen unterstellte Aufgabe und verstellen den Kolben und damit den Dosierschieber im umgekehrten Sinne so lange, bis die gewünschte Misch- und Heizungsvorlauftemperatur wieder erreicht ist und der Steuerschieber die Kanäle wieder schließt.

Zweckmäßig wird die durch die Kanäle auf der

Oberseite und Unterseite des Kolbens erzeugte Druckdifferenz für die Kolbenverstellungen von der für den Heizungskreislauf vorgesehenen Umwälzpumpe aufgebracht. Diese dient vorteilhaft gleichzeitig als Mischer, indem sie mit ihrer Saug sei te an den Mischraum angeschlossen wird.

Ein Ausfiihrungsbeispiel der bevorzugten Ausführungsform eines Zumeß- und Mischventils nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt

F i g. 1 eitai Querschnitt durch das Ventilgehäuse nach der Linie I-I der Fig.2, wobei alle Teile bis auf den Dosierschieber fortgelassen sind,

F i g. 2 einen Schnitt durch das Ventil nach der Linie IHI der F i g. 4,

Fig.3 einen Schnitt nach der Linie HI-IH der Fig. 4,

Fig.4 eine Draufsicht auf die Steuerscheibe mit den davon gesteuerten Kanälen und

F i g. 5 den Steuerschieber für sich in Draufsicht und Querschnitt.

Das Ventilgehäuse 1 ist als Vierwegemischventil ausgebildet und besitzt auf der einen Seite die Anschlußstutzen 2 für den Kesselvorlauf und 3 für den Kesselrücklauf, auf der Gegenseite die Anschlußstutzen 4 für den Heizungsvorlauf und 5 für den Heizungsrücklauf. In der zylindrischen Bohrung des Ventilgehäuses ist ein axial verschieblicher Dosierschieber 7 angeordnet.

Der Dosierschieber besteht aus einer ZylinderLülse und ist durch einen Mitnehmerstift 24 mit einem Kolben 11 verbunden, der in einem durch eine Zwischenscheibe 9 und den Boden 10 des Ventils 1 gebildeten Zylinder beweglich ist. Der Kolben 11 ist mit einer Nabe Ho zwischen einem mittigen Führungszapfen 1 α des Ventilgehäuses und einer Bohrungswandung der Zwischenscheibe 9 spielfrei geführt.

Der Dosierschieber 7 steuert mit seinen kreisbogenförmig verlaufenden Einlaßöffnungen 26 a für das Kesselvorlauf- und 27 a für das Heizungsrücklaufwasser in der Zylinderwandung vorgesehene, in gleicher Höhe liegende Zuflußöffnungen 26 und 27, wog uen die Einlaßöffnungen 26 a und 27 a der Höhe n. :h gegeneinander um die Schlitzhöhe '!er Öffnungen versetzt angeordnet sind, so daß in der unteren Einstellung des Dosierschiebers 7 die Einlaßöffnung 26 a für den Kesselvorlauf ganz geöffnet und die Einlaßöffnung 27 a für den Kesselrücklauf geschlossen ist, während in der oberen Endstellung des Dosierschiebers die Verhältnisse umgekehrt sind. In den Zwischenstellungen regelt der Dosierschieber 7 den anteiligen Zufluß von Kesselvorlauf- und Heizungsrücklaufwasser zu einem Mischraum 13 und beeinflußt dadurch eine Thermo-Bimetallspirale 8 entsprechend der sich aus den Zuflußanteilen im Mittel ergebenden Temperatur.

Die in Abschnitte des Ventils im Mischraum 13 angeordnete Bimetallspirale 8 ist an ihrem inneren Ende mit einem Schaft 8 α verbunden, der durch den Ventilgehäuseboden 10 geführt ist. Das Schaftende trägt einen Einstellknopf 14, mit dem die Spirale mittels eines am Knopf 14 befindlichen Zeigers und einer Temperaturskala am Ventilboden auf eine gewünschte Heizungsvorlauftemperatur einstellbar ist. Dadurch wird das äußere Ende der Bimetallspirale in eine der gewünschten Heizungsvorlauftemperatur entsprechende Drehstellung verschwenkt und nimmt dabei über einen Mitnehmerzapfen 19 (s. F i g. 5) eine Steuerscheibe 12 mit, die auf dem einwärts gerichteten ringförmigen Nabenende der Zwischenscheibe 9 drehbeweglich geführt ist.

Bei mit der gewünschten Heizungsvorlauftempera-S tür übereinstimmender Stellung des Dosierschiebers 7 verschließt die Steuerscheibe 12 mit ihren Dichtungsabschnitten 17, 18 (Fig.4) Kanäle 15 und 16. Bei nicht mit der gewünschten Heizungsvorlauftemperatur übereinstimmender Stellung des Dosierschiebers 7 ίο wird über die von der Steuerscheibe 12 gesteuerten Kanäle 15,16 die dosiergerechte Einstellung des Dosierschiebers 7 durch einen von dessen Fehleinstellung, sei es nach oben oder nach unten, selbsttätig wirksam gemachten und nach Beheben der Fehleinstellung selbsttätig abgeschalteten hydraulischen Kraftantrieb bewirkt, wie aus folgendem hervorgeht. Der Kanal 15 (Fig. 2) durchsetzt die Zwischenscheibe 9 und mündet in dem Zylinderraum 23 oberhalb des Kolbens 11. Der Kanal 16 mündet in dem Zylinderraum 22 unterhalb des Kolbens 11. Je nach der Stellung der Steuerscheibe 12 wird einer der Kanäle 15 oder 16 an eine Abzapfleitung 20 (Fig.3) aus einem auf der Druckseite einer Umwälzpumpe 6 liegenden Raum angeschlossen und die jeweils anas dere Seite mit dem Mischraum 13 auf der Saugseite der Pumpe 6 verbunden. Angenommen sei eine Stellung der Steuerscheibe 12, wie sie in F i g. 4 dargestellt ist. Der Kanal 15 ist an die Druckleitung 20 (F i g. 3) über eine sich etwa über einen Halbkreis erstreckende Nut 21 der Steuerscheibe 12 angeschlossen und schafft mit dem der Nut 21 zugeführten Druckwasser im Zylinderraum 23 über dem Kolben 11 Überdruck. Gleichzeitig entsteht in dem Zylinderraum 22 unter dem Kolben 11 durch den in den Mischraum unter der Saugseite der Pumpe 6 mündenden Kanal 16 ein Unterdruck. Durch diese Druckdifferenz wird der Kolben 11 und der mit ihm durch den Mitnehmerstift 24 verbundene Dosierschieber verstellt, bis die Mischtemperatur erreicht ist, in der die Steuerscheibe 12 mit ihren Dichtungsabschnitten 17,18 die Kanäle 15,16 schließt und damit die Stellung des Dosierschiebers fixiert. Steht die Steuerscheibe 12 in der Stellung, in der der Kanal 15 durch den Dichtungsabschnitt 18 überlaufen und von der Verbindung mit der Nut 21 abgeschlossen ist, so erhält der Kanal 16 Verbindung mit der Nut 21. Der Anschluß des Kanals 16 schafft nunmehr einen Oberdruck im Zylinderraum 22 unter dem Kolben 11, während der Kanal 15 über einen kreisbogenförmigen Abschnitt 28 in der Steuerscheibe 12 Verbindung mit dem unter der Saugseite der Pumpe 6 liegenden Mischraum 13 erhält und einen Unterdruck in dem Zylinderraum 23 schafft. Dadurch wird der Kolben 11 und der mit ihm gekoppelte Dosierschieber 7 gegensinnig zu der erst beschriebenen Verstellung verschoben. Sobald die der gewünschten Heizungsvorlauftemperatur entsprechende Einstellung des Düsierschiebers 7 erreicht ist, sperrt die Steuerscheibe 12 die Kanäle 15, 16 wieder ab und läßt Hiese Stellung bestehen, bis wieder Abweichungen der Mischtemperatur, sei es nach oben oder unten, von der Solltemperatur, verursacht, z. B. durch Ab- bzw. Zuschalten von Heizkörpern eine erneute Regelung einleiten.

65 Da die Kolbenverstellung durch den geringen Durchflußquerschnitt der Kanäle 15 und 16 verhältnismäßig langsam erfolgt und gegen Ende durch die mehr und mehr eintretende Abdeckung der Kanäle

IS, 16 noch verzögert wird, ist die Gewähi gegeben, daß die Bimetallspirale 8 den Temperaturen der Mischungsverhältnisse von heißem Kesselvor- und Heizungsrücklaufwasser entsprechend folgen kann. Übersteuerungen und davon herrührende Pendelungen sind dadurch vermieden.

Der Aufbau des Zumeß- und Mischventils wird dadurch sehr einfach, daß das Druckgefälle für die Kolbenstellung von der für den Heizungskreislauf vorgesehenen Umwälzpumpe 6 aufgebracht wird. Außerdem arbeitet die Umwälzpumpe durch den Anschluß ihrer Saugseite an den Mischraum 13 als Mischpumpe.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Mischventils ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung in kurzer Zusammenfassung wie folgt:

Durch die Einstellung der Bimetallspirale 8 auf die

gewünschte Heizungsvorlauftemperatur verstellt da: äußere Spiralende die Steuerscheibe 12 in eine entsprechende Drehstellung. Stimmt dabei der von dem Dosierschieber 7 der Spirale 8 im Mischraum 13 zugeführte Anteil von heißem Kesselvor- und abge kühltem Heizungsrücklaufwasser nicht mit eingestellten Heizungsvorlauftemperatur überein, so wird übei die Kanäle 15,16 der Kolben 11 und der mit ihm gekuppelte Dosierschieber 7 je nach zu heißer oder zi

ίο kühler Mischtemperatur im einen oder anderen Sinr verstellt, bis sich die der gewünschten Heizungsvor lauftemperatur entsprechende Mischtemperatur er gibt. Die davon beeinflußte Spirale 8 verstellt dabe die Steuerscheibe 12 in die die Kanäle 15,16 abdek kende Lage, wodurch der Kolben 11 und der mit ihn gekuppelte Dosierschieber 7 in der eingenommene) Stellung fixiert sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Mischventil für die Temperaturregelung des Heizungsvorlaufs in Warmwasserheizungsanlagen s mit Ein- und Auslaßöffnungen für den Kesselvorlauf und -rücklauf sowie Heizungsvor- und -rücklauf im Ventilgehäuse, bei dem der Abschnitt des Ventilgehäuses, der von den zum Heizungsvorlauf strömenden Wasseranteilen durchflossen wird, eine Bimetallspirale aufnimmt, deren inneres Ende mit einem durch den Ventilboden geführten Schaft auf die gewünschte Heizungsvorlauftemperatur einstellbar ist, während ihr äußeres Ende einen Regelverstärker für ein Stellglied zur Dosierung der Kesservorl<uif-Wasseranteile zum Ventil and der Heizungsrücklauf-Wasstranteile zum Kessel steuert, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (11) über einen von der Bimetallspirale verstellten Steuerschieber ao (12) mit dem von einer im Heizungskreislauf angeordneten Pumpe (6) erzeugten Druck beaufschlagbar und nachstellbar ist.

2. Mischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Steuerschieber (12) »5 bei mit der gewünschten Heizungsvorlauftemperatur übereinstimmender Stellung des mit einem Stellkolben (11) in einem Zylinder (22, 23) des Ventilgehäuses gekuppelten Dosierschieber (7) zwei Kanäle (15, 16) verschließbar sind, von denen der eine (15) in den Zylinderraum (23) oberhalb des Kolbens (11), der andere in den Zylinden aum (22) unterhalb des Kolbens (11) mündet, und daß durch den Steuerschieber (12) je nach zu hoher oder zu tiefer Mischtemperatur der eine oder der andere Kanal (15 oder 16) an eine von der Druckseite einer ständig umlaufenden Pumpe (6) ausgehende Leitung (20) angeschlossen und der jeweils andere Kanal (15 oder 16) mit dem Mischraum (13) auf der Saugseite der Pumpe (6) verbindbar ist.

3. Mischventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Kanäle (15, 16) auf Ober- und Unterseite des Kolbens (11) erzeugte Druckdifferenz für die Kolbenverstellung von der für den Heizungskreislauf vorgesehenen Umwälzpumpe (6) aufgebracht wird.

4. Mischventil nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzpumpe (6) saugseitig an den Mischraum (13) angeschlossen ist.