DE2230524C2 - Wassermischventil - Google Patents

Description

65

45

50

55

SO

Die Erfindung betrifft ein Wassermischventil mit einem Gehäuse mit Einlaßöffnungen für warmes und kaltes Wasser und mit einer gemeinsamen Auslaßöffnung für temperiertes Wasser, sowie mit einer mit einem Ende verankerten, unter dem Einfluß der Wassertemperaturen selbsttätig Schwenkbewegungen ausführenden Regelzunge, die von außen mittels einer Stellvorrichtung zur Änderung der Regelcharakteristik der Zunge und damit der Temperatur des aussti ömenden Wassers einstellbar ist

Derartige Wassermischventile sind aus der US-PS 28 03 408 bekannt Bei diesen Mischventilen ist die Reguliercharakteristik des Regelorgans von außen von Hand einstellbar. Die Regulierung wird dabei derart vorgenommen, daß in der Nähe des eingespannten Endes des Regelorgans die Lage des Regelorgans verändert wird. Das freie Ende des Regelorgans bleibt auch nach Veränderung der Lage am eingespannten Ende frei hin und her bewegbar.

Nachteilig ist bei diesen bekannten Wassermischventilen, daß sie nicht genügend schnell und exakt in der Regeicharakteristik anpaßbar sind, um Veränderungen in der Temperatur des einlaufenden und damit des auslaufenden Wassers berücksichtigen zu können und daß sie nicht selbsttätig die Regelcharakteristik im erforderlichen Maße anpassen können, d. h. daß die mögliche Regelung nicht so genau wie wünschenswert ist.

Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, ein Wassermischventil zu schaffen, bei welchem die Regelcharakteristik schnell und exakt unter Berücksichtigung äußerer Einflüsse automatisch geändert wird, wodurch die Regelung verbessert und beim Einsatz des Ventils in einem Heizkreislauf die Heizkosten verringert werden können. Das erfindungsgemäße Ventil soll weiterhin zuverlässig arbeiten, einfach aufgebaut sein und wirtschaftlich hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem eingangs genannten Wassermischventil dadurch gelöst, daß die Stellvorrichtung einen Kolben aufweist, der mittels eines mit Flüssigkeit gefüllten Fühlkörpers beim Abfühlen beispielsweise der Außenlufttemperatur selbsttätig verschoben wird und dessen Kolbenstange den Schwenkbereich der Regelzunge begrenzt

Vorteilhaft zur Verbesserung der Regelung kann das erfindungsgemäße Wassermischventil derart ausgebildet sein, daß die beiden Einlaßöffnungen an dem einen Ende des Gehäuses liegen, die Regelzurge an ihrem entgegengesetzten Ende getragen wird, so daß ihr den Einlaßöffnungen nächstgelegenes Endstück zwecks Änderung des gegenseitigen Verhältnisses zwischen den Durchströmflächen der Einlaßöffnungen in die eine oder andere Richtung geschwenkt werden kann, wobei zur Verbesserung der Einstellbarkeit der Mischung die Ausbildung derart sein kann, daß das Wassermischventil einen Gummiklotz aufweist, um der Regelzunge die gewünschte Ausgangswinkellage zum Gehäuse zu geben, der zwischen die Regelzunge und die Wand des Mischventilgehäuses eingelegt ist, und der unsymmetrisch in Beziehung zu einem die Zunge und den genannte 3ummiklotz an der Gehäusewand tragenden, durch letztere hindurchgehenden Bolzen in Längsrichtung der Zunge gerechnet, angeordnet ist, wodurch die Zunge bei Grobeinstellung des Mischers durch Anziehen oder Lösen der genannten Bolzenverbindung aufgrund der Differenz zwischen den für eine Kompression erforderlichen Kräften auf der einen bzw. anderen Seite des Bolzens in eine gewünschte Ausgangswinkellage zum Gehäuse beweglich ist.

Die Anwendbarkeit der Wassermischventile in der vorgenannten Ausgestaltung wird erfindungsgemäß verbessert durch die in den Unteransprüchen 4 bis 6 angegebenen Maßnahmen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

F i g. 1 ein Wassermischventil nach der Erfindung im Längsschnitt

F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie H-II in F i g. 1,

Fig. 3 einen Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt durch ein Wassermischventil einer abgewandelten Ausführungsform,

F i g. 4 den Längsschnitt einer weiter abgewandelten Ausführungsform und

F i g. 5 schematisch ein Wassermischventil innerhalb eines Zentralheizungssystems.

Das in den Figuren gezeigte Wassermischventil eignet sich besonders für Zentralheizunsssysteme. In Fig. 1 ist das Ventilgehäuse in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnet. Die Heißwassereinlaßöffnung ist mit 2, die ,,Kaltwassereinlaßöffnung mit 7 und die Auslaßöffnung " mit 3 bezeichnet. Bei Anordnung in einem Zentralheizungssystem wird das Wassermischventil vorzugsweise so installiert, wie es in F i g. 5 schematisch dargestellt ist. In Fi g. 5 weist ein Heizkessel die Bezeichnung 11 auf. Die vom Heißwasserbereiter des Heizkessels abgehende Steigleitung ist mit 12 und die in den genannten Heißwasserbereiter einführende Falleitung mit 13 bezeichnet. 14 ist eine Nebenwegleitung, die die Falleitung 13 und die in diesem Fall als Nebenweg dienende Einlaßöffnung 7 des Wassermischers miteinander verbindet. Die Steigleitung 12 mündet in die Einlaßöffnung 2.

Im unteren Teil des Mischgehäuses 1 befindet sich eine Drossel 15 solcher Ausbildung, daß die Öffnung 16 durch die Drossel, wie am deutlichsten aus Fig. 2 hervorgeht, rechteckige Form hat. In der Öffnung 16 liegt das untere Endstück einer langgestreckten Regelzunge 17, die am Mischventilgehäuse 1 nahe seinem oberen Ende mittels eines durch die Regelzunge gezogenen Bolzens 18, eines vorzugsweise aus Gummi bestehenden Distanzklotzes 19 und einer Öffnung 20 in der Gehäusewand festgehalten wird. Der Bolzen 18 wird mittels einer Mutter 21 gespannt. 22 bezeichnet einen halbsphärischen Zwischenlagekörper, der mit seiner sphärischen Oberfläche gegen äußere Begrenzungskanten der Bohrung 20 anliegt und somit mit seiner planen Oberfläche der Mutter 21 zugewandt ist. Zwischen dem Zwischenlagekörper 22 und der Mutter 21 ist vorzugsweise zwecks leichterem Drehen der Mutter 21 ein Axiallager angeordnet. Der Gummiklotz 19 ist in Beziehung zum Bolzen 18 exzentrisch angeordnet, was bedeutet, daß die Zunge 17 in Gegenuhrzeigerrichtung geschwenkt wird, wenn die Mutter 21 bei der in F i g. 1 gezeigten Anordnung des Klotzes 19, d.h. wenn genannter Klotz mit seinem größeren Teilstück unterhalb des Bolzens 18 liegt, angezogen wird. Bei der in Fig. ί gezeigten Ausführung besteht die Regelzunge 17 aus Bimetall und ist so gewendet, daß bei ihrer Erwärmung ihr unteres Endstück in Richtung zu seiner in der Zeichnung mit unterbrochenen Linien markierten Lage geschwenkt wird. Diesem Schwingen wirkt, wenn das Mischventil in Betrieb ist, ein wenig die durch die Erwärmung verursachte Expansion des Gummikörpers X^ 'gegen, d. h. die Expansion ist bestrebt, die Reg. .age in Gegenuhrzeigerrichtung zu schwenken. 23 bezeichnet ein innen zylindrisches Gehäuse, in dem ein Kolben 24 verschiebbar gelagert ist

Vom Kolben 24 erstreckt sich durch die Wand des Gehäuses 1 eine Stoßstange 25, die mit ihrem freien Ende gegen eine plane Seite der Regelzunge 17 auf derselben Seite wie die Nebenwegwassereinlaßöffnung 7 anliegt Der Kolben 24 unterteilt das Innere des Gehäuses 23 in die zwei Kammern 26 bzw. 27. Die Kammer 26 steht über eine Öffnung 28 in der Wand des Gehäuses 23 mit der Außenluft Li Verbindung. Die Kammer 27 ist über eine Leitung 29 mit einer weiteren, in der Zeichnung nicht gezeigten Kammer verbunden, die im Hause oder außerhalb des Hauses angeordnet sein kann und ein die Innen- bzw. die Außentemperatur abfühlendes Fühlmittel darstellt, das mit einer Flüssigken, gefüllt ist die auch die Leitung 29 und die Kammer 27 ausfüllt Bei Erwärmung des Fühlkörpers und der dadurch verursachten Ausdehnung der Steuerflüssigkeit wird der Kolben 24, und damit auch die Stoßstange 25, nach links gemäß Fig. 1 verschoben, wodurch die Regelzunge 17 veranlaßt wird, mit ihrem unteren Endstück in Uhrzeigerrichtung, d.h. aus der mit durchgezogenen Linien dargestellten Lage zu schwingen. Wenn das Nebenwegventil nicht in Betrieb ist, befindet sich die Regelzunge 17 in ihrer mit durchgezogenen Linien dargestellten Lage, d. h. der Lage, in der hauptsächlich Heißwasser durch das Mischventilgehäuse 1 an der Regelzunge vorüber durchgelassen wird. Bei Erwärmung der Regelzunge 17 schwingt sie zu der mit unterbrochenen Linien dargestellten Lage, d. h. das Nebenwegwasser bildet einen immer größeren Teil der in das Mischventilgehäuse einströmenden Flüssigkeit. Die Ausdehnung des Gummiklotzes 19 bei Erwärmung verzögert in gewissem Ausmaß die Schwingbewegung der Zunge 17. Diese Schwingbewegung wird sich fortsetzen, bis eine Gleichgewichtslage erreicht ist. In dieser Lage wird eine im wesentlichen konstante Temperatur des durch die Auslaßöffnung 3 strömenden Wassers in dem Fall gehalten, wenn das Verhältnis zwischen der Temperatur des Nebenwegwassers und des Heißwassers verhältnismäßig konstant ist. Das Volumen des die genannte Innen- oder Außentemperatur abfühlenden Fühlkörprs kann vorzugsweise von Hand eingestellt werden, wodurch die Einstellung der Gleichgewichtslage der Zunge 17, und damit der Temperatur des abgehenden Wassers, nach Wunsch möglich ist. Das System kann gegebenenfalls zwei Fühlkörper in Kombination einschließen, die miteinander verbunden sind, und von denen der eine außer Haus und er andere im Inneren des Hauses angeordnet ist. Durch eine solche Einrichtung erhält man eine sehr geschmeidige Anpassung der Temperatur des abgehenden Wassers an die Schwankungen der Außentemperatür. 30 bezeichnet im Mischventilgehäuse angeordnete Rührglieder, die zu einer guten Vermischung von warmem und kaltem Wasser im Mischventilgehäuse beitragen. Ein zufriedenstellendes Arbeiten der Anordnung kann auch dann bewirkt werden, wenn das Spiel zwischen der Reglerzunge 17 und dem Durchgang 16, in Querrichtung der Zunge gesehen groß ist.

In den Figuren 3 bis 5 wurden den Teilen des Wassermischventils, die es gemeinsam mit dem in F i g. 1 gezeigten Wassermischventil hat, entsprechende Bez'igsziffern gegeben. Die Regelzunge 17 ist, anders als beim Wassermischventil gemäß Fig. 1, nicht in Bimetall ausgeführt, und die Kammer 32 im Zylinder 23 ist gegen die Umgebung abgedichtet und steht

gleichzeitig mit der Mischkammer 1 in Verbindung. Bei dieser Einrichtung erfolgt ein Wärmeübergang von dem Wasser in der Mischkammer zur Steuerflüssigkeit 27 über den Kolben 24, der in diesem Fall in wärmeleitendem Material ausgeführt ist. Der Kolben 24 kann auch durch eine Membran ersetzt werden.

In F i g. 4 ist ein Wassermischventil gezeigt, das mit einer Regelzunge 34 versehen ist, die nicht in Bimetall ausgeführt ist Die Zunge ist außerdem an ihrem oberen Endstück mittels zweier Niete 35 fest an der Wand des Gehäuses 1 montiert und wird mittels eines Distanzgliedes 36, durch das die Niete 35 hindurchgehen, im Abstand von der Gehäusewand gehalten. 37 bezeichnet eine Stellschraube, mit der die gewünschte Höchsttemperatur eingestellt werden kann.

Das beispielsweise in Fig. 3 gezeigte Mischventil wird völlig vom Fühlkörper gesteuert und eignet sich besonders für Zentralheizungssysteme, die nicht mit Radiatorventilen versehen sind, oder bei denen Radiatorventile in den Geschossen, jedoch nicht im Kellergeschoß vorkommen. Zur Einstellung einer Temperaturerhöhung kann man z. B. ein an der Regeldose eines Zentralthermostaten angeordnetes Rad drehen und damit eine Volumenzunahme in der genannten Dose bewirken, die mit der Kammer 27 im Steuerzylinder in Verbindung steht, wobei in die genannte Dose eine der gewünschten Temperaturdifferenz entsprechende Flüssigkeitsmenge einströmt Dieses Überströmen von Flüssigkeit erfolgt unter der Einwirkung vom Kolben 24, auf den die Steuerzunge 31 über die Druckstange 25 einen Druck ausübt. Dieser Druck wird durch den Gummikiotz 19 erzeugt. Hierdurch ergibt sich ein Schwingen der Steuerzunge 31 in Gegenuhrzeigerrichtung, was eine Zunahme der Heißwassereinströmung und gleichzeitig eine Verminderung der Nebenwegwassereinströmung zur Folge hat. Wenn die Temperatur sich dem eingestellten Wert nähert, ist über die Wände des Steuerzylinders und den Kolben 24 ein Wärmeübergang vom gemischten Wasser zur Regelflüssigkeit geschehen, was in höherer Regelflüssigkeitstemperatur resultiert. Aufgrund der

durch die Erwärmung verursachten Ausdehnung der Regelflüssigkeit wird der Kolben 24 nach links verschoben, und die Regelzunge 36 schwingt infolgedessen im Uhrzeigersinn zu einer Lage, in der die Heißwasserzuführung etwas gedrosselt wird. Bei praktischen Versuchen hat es sich als sehr zweckmäßig erwiesen, den Fühlkörper außer Haus anzuordnen. Man erzielte dabei, besonders in Systemen ohne Radiatorventile, ein sehr gutes Mitgehen der Regelung.

Das beispielsweise in Fi g. 1 gezeigte Nebenwegventil eignet sich besonders für Anwendung in Zentralheizungssystemen, die ganz oder teilweise von Radiatorventilen gesteuert werden. Man erhält dabei eine sehr gleichmäßige Ausgangstemperatur des über den Nebenweg geleiteten Wassers. Bei einer geeigneten Bemessung des Gummiklotzes 19 wirkt die Bimetallzunge bei schnell entstehendem erhöhtem Wärmebedarf als ein Beschleunigungselement. Auch in diesem Fall erfolgt die Steuerung durch einen Fühlkörper. Das Nebenwegventil gemäß Fig. 1 kann vorteilhaft zur Feineinstellung der Wärmeabgabe an Systemen angewendet werden, bei denen es sich als schwierig erweist, gewisse Räume ausreichend mit über den Nebenweg geleitetem Wasser zu versorgen.

Bei von Radiatorventilen gesteuerten Systemen ist eine hohe Ausgangstemperatur des Nebenwegwassers erforderlich, damit die Ventile zufriedenstellend arbeiten. Die Temperatur muß etwa 45-55° C betragen. Bei praktischen Versuchen, die man mit dem in Figur 1 gezeigten Nebenweg durchführte, konnte man bei hohen oder niedrigen Außerhaustemperaturen keine offensichtlichen Mängel feststellen, sondern die Bimetallzunge hielt die Temperatur im Innern des Hauses sehr genau.

Die verschiedenen Typen der beschriebenen Mischventile können miteinander auf eine zweckmäßige Weise kombiniert werden. Die gezeigten Mischventile sind auch nicht an gerade die in den Zeichnungen gezeigte Lage gebunden, sondern können auch in andere Richtungen gewendet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Wassermischventil mit einem Gehäuse mit Einlaßöffnungen für warmes und kaltes Wasser und mit einer gemeinsamen Auslaßöffnung für temperiertes Wasser, sowie mit einer mit einem Ende verankerten, unter dem Einfluß der Wassertemperaturen selbsttätig Schwenkbewegungen ausführenden Regelzunge, die von außen mittels einer Stellvorrichtung zur Änderung der Regelcharakteristik der Zunge und damit der Temperatur des ausströmenden Wassers einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (23 bis 29) einen Kolben (24) aufweist, der mittels eines mit Flüssigkeit gefüllten Fühlkörpers beim Abfühlen beispielsweise der Außenlufttemperatur selbsttätig wird und dessen Kolbenstange (25) den Schwenkbereich der Regelzunge (17) begrenzt

2. Wassermischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einlaßöffnungen (2, 7) an dem einen Ende des Gehäuses (1) liegen, die Regelzunge (17) an ihrem entgegengesetzten Ende getragen wird, so daß ihr den Einlaßöffnungen nächstgelegenes Endstück zwecks Änderung des gegenseitigen Verhältnisses zwischen den Durchströmflächen der Einlaßöffnungen in die eine oder andere Richtung geschwenkt werden kann.

3. Wassermischventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Gummiklotz (19) aufweist, um der Regelzunge (17) die gewünschte Ausgangswinkellage zum Gehäuse (1) zu geben, der zwischen die Regelzunge (17) und die Wand des Mischergehäuses (1) eingelegt ist, und der unsymmetrisch in Beziehung zu einem die Zunge und den genannten Gummiklotz an der Gehäusewand tragenden, durch letztere hindurchgehenden Bolzen (18), in Längsrichtung der Zunge gerechnet, angeordnet ist, wodurch die Zunge (17) bei Grobeinstellung des Mischers durch Anziehen oder Lösen der genannten Bolzenverbindung aufgrund der Differenz zwischen den für eine Kompression erforderlichen Kräften auf der einen bzw. anderen Seite des Bolzens in eine gewünschte Ausgangswinkellage zum Gehäuse (1) beweglich ist.

4. Wassermischventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für ein Heizungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (23 bis 29) mehrere miteinander und mit dem mit Flüssigkeit gefüllten Raum (27) in Verbindung stehende Fühlkörper einschließt, von denen mindestens einer außerhalb des Hauses und mindestens einer im Inneren des Hauses angeordnet ist.

5. Wassermischventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerflüssigkeitssystem einen Behälter einschließt, dessen Volumen für die Grundeinstellung der Winkellage der Regelzunge zum Gehäuse (1) von Hand regelbar ist.

6. Wassermischventil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Anordnungen vorgesehen sind, die im Gehäuse (1) vorhandene Flüssigkeit in wärmeleitenden Kontakt, z. B. über den Kolben (24), mit der Steuerungsflüssigkeit zu bringen.