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Thermostatgesteuerteuertes Regelventil, insbesondere für Heizungsanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf ein thermostatgesteuertes Regelventil, insbesondere
für Heizungsanlagen. Mit derartigen Regelventilen, wird beispielsweise die Temseratur
eines Sekundärkreislaufes einer Heizungsanlage auf einem vorbestimmten Wert, dem
sogenannten Sollwert ;ehalten. Letzterer kann relativ hoch liegen, und nahe an einen
für die Anlage maximal zulässigen Höchstwert heranreichen.
Irgenwelche
Störungen im Regelkrels konnen daher relativ rasch zu schwerwiegenden Folgen führen.
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Demnach besteht die aufgabe cer vorliegenden Erfindung darin, ein
thermostatgesteuertes Refelventil, insbenondere für Heizungsanlagen zu schaffen,
welches einen wirksamen Schutz gegen Übertemperatur bietet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein derarti@es @egelventil vorgeschlagen,
welches erfindungsgem@ dadurch gekennzeichnet ist, dann das Ventilonäuse wo in Durchströmrichtung
hintereinander angeordnete Ventilsitze mit je einem separaten Verschlußorgan besitzt.
wobei das eine Verschlußorgan vom Regeltnermostaten und das andere von einem Sicherheitsthermostaten
steuerbar ist, und da? das Verschlußorgan des Sicherheitsventils mittels einer VerrLegelungsvorricAtung
gegen die Kraft einer Schließfeder in der geöffneten Stellung gehalten ist, deren
Verriegelungsglied durch den Sicherheitstheriiiostaten steuerbar ist, wobei einer
Übertemseratur die Auslösestellun der Verriegelungsvorrichtung zugeordnet ist. Bei
normalem Betrie
@, also den üblicnen systembedinsten Tem@eratursc@wankun
en des durch das Ventil@ehause strömonden @ediums ist das Sicnerheitsventil stets
@eöffnet. Sein Ver@@nlu@organ steht jedoch unter Federspannun und kann, wonn die
Verriegelungsvorrichtung ausgelöst wird, schlagartl@ in die Schlie@lage gehen. Da
das Sicherheits- und das Re@elventil, welche sich in einen0 gemeinsamen Gehäuse
befinden, in Strömungsrichtun@ hintereinandergeschaltet sin@, wird der Durchfluß
durch das erfindungspem@@e thermostat esteuerte Regelventil in dem Moment unterbrochen,
in dem das Sicherheitsventil zumacht, wobei es auf die Stellun des Re@elventils
nicht ankommt. Die Füuler des Sicherheits- und des Regelthemostaten erfassen die
Tem@eratur des Mediums zur selben Zeit und möglichst etwa an der gleichen Stelle.
Das Arbeitselement des Sicherheitsthermostaten tritt beim Erreichen der zulässigen
Maximaltemperatur in Tätigkeit, während dasjenige des Regelthermostaten bei der
niedriger liegenden Betriebstemperatur arbeitet.
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wird im Laufe des Betriebs aie Arbeitstemperatur aus ir-endwelchen
Gründen überschritten, so wirkt das Arbeitselement des Sicherheitsthermostaten direkt
oder indirekt auf die Verriegelungsvorrichtung ein und bringt diese in die entriegelte
Stellung.
Damit kommt dann das federbelastete Verschlußorgan des Sicherheitsventils frei und
geht wie gesagt in die Schließlage.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das Sicherheitsventil-Verschlußorgan
in Strömungsrichtung und das Regelventil-Verschlußorgan entgegen der Strömungsrichtung
in die Schließstellung bringbar. Die SchlieR-und die Offnungsbewegungen der beiden
Verschlußorgane sind also jeweils gegenlaufig. In diesem Zusammenhange ist es dann
sehr zweckmäßig, datS die beiden Ventilsitze durch die beiden Enden einer dicht
in das Ventil-Geh. use eingesetzten Buchse gebildet sind. Sie könnten natürlich
ebenso gut an die Gehäusezwischenwand unmittelbar an@eformt oder durch zwei separate
Ringe gebildet werden.
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Die erwähnte zweckmäßige Ausgestaltung brin@t jedoch fertigungs- und
montagemäßig Vorteile.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, da?. das Regelventil-Verschlußorgan
gegen die Kraft einer Rückstellfeder in die Schließstellung. verschiebbar, sowie
mit
einer Ventilspindel verbunden ist an deren freiem Ende das Arbeitselement
des Regelthermostaten, insbesondere airelLt angreift. Ein anderes Erfindungsmer@mal
wird darin gesehen, daß das Sicherheitsventil-Verschlußorgan an einer Ventilspindel
angebracht ist, welche von Riegel der Verriegelungsvorrichtung in der Offenstellun
dieses Verschlußorgans arretierbar ist. Der Rie@el der Verriegelungsvorrichtung
ist vorteilhafterweise in Verriegelungsrichtung federbelastet und mit dem Arbeitselement
des Sicherheitsthermostaten direkt gekuppelt oder kupoelbar.
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Bei einer Übertemperatur bewegt sich das Arbeitselement des Sicherheitsthermostaten
bei unmittelbarer Einwirkung auf den Riegel in dessen Entriegelungsrlchtung.
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Eine weitere Variante der Erfindung besteht darin, daß die Ventilspindel
des Sicherheitsventil-Verschlußorgans einen Schlitz oder Durcnbruch des Riegels
durchsetzt, der in der Verriegelungsstellung in eine Ausnehmun@, insbesondere Ringnut
der Ventilspindel eingreift, wobei der Riegel insbesondere senkrecht zur Ventilspindel
verschiebbar ist. Die Belastungsfeder drückt den Rieel fest in die Ausnehmung
bzw.
Ringnut der Ventilspincel und verhindert so eine unbeabsichtigte Entriegelung beispielsweise
infolge einer Erschütterung. Andererseits führt er den Riegel beim Rückstellen des
Sicnerneitsventil-Verschlußorgans in die Ausgangslae automatisch in seine Verriegelungsstellung,
sobald die Ausnehmung bzw. Ringnut in der beeigneten Verriegelungsposition steht.
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Der Sicherheitsthermostat ist vorzugsweise als Doppelthermostat und
sein Arbeitselement als dopflelter Balgkörper ausgebildet. Damit erhält man praktisch
eine doppelte Absicherung, weil beim Ausfall des einen Balgkörpers bzw. der einen
Hälfte des Sicherheitsthermostat-Fühlers die andere Hälfte die Entriegelung alleine
vornehmen kann.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung bestent darin, daß der
Riegel der Verriegelungsorrichtung von Hand betatigbar, insbesondere der doppelte
Balgkörper mit einem Drücker gekupDelt oder kuppelbar ist. Mit Hilfe des Letzteren
kann man also indirekt über den doppelten Balgkörper den Riegel in die Freigabestellung
bewegen und dadurch das Sicherheitsventil schließen bzw. dessen Funtionstüchtigkeit
überprüfen.
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Der Fühler des Sicherheitsthermostaten ist in vorteilhafterweise mit
einer Isolation zur Verzö@erung des Wäremübergangs versehen, welche ein sofortiges
Ansprechen bei kurzeitigen Temperaturspitzen verhindert.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Ventilssindel
des Sicherheitsventil-Verschlußorgans s.t einer Handhabe versehen ist, mit deren
Hilfe eine Rückführung dieses Verschlußorgans in die Ausgangslape von außen her
möglich ist. Das überstehende Ende bzw die handhabe kann von einer pappe od. dgl.
überdeckt sein, welche entsprechend gesichert werden kann, so daß ein unbefugtes
Rückstellen unterbunden wird.
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Eine sehr wesentliche Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß
die Verriegelungsvorrichtung, das Sicherheitsventil-Verschlußorgan mit Ventilsuindel
und Schließfeder sowie vorzugsweise auch der Sicherheitsthermostat eine Baugruppe
bilden. Dies gibt die Möglichkeit einer nachträglichen Umrüstung herkömmlicher Regelventile
deren
Cehäuse allerdin@@ eine entsprechcnde Offnung für den Durchtritt des Sicherheitsventil-Verschlußorgans
sowie einen zugehörigen Ventilsitz ben@-tigt. Es reicht aus, wenn für Letzteren
eine Montagemöglichkeit vorgesehen ist. Auf der anderen Seite iäßt sich diese Baugruppe
im Bedarfsfalle le@cht gegen eine andere auswechseln. Die Baugruppe und das Ventilgehäuse
sind vorzugsweise über eine Flanschverbindung miteinander verbunden und außerdem
ist die Bau ruppe ge on einen Verschlußdeckel austauschbar, der in diesem Falle
am Flansch des Ventil@ch@uses befestigt werden kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch das erfindungs-Gemäße thermostatgesteuerte
Regelventil mit den beiden fühlern, Fig. 2 schematisch ein Anwendungsbeispiel für
das thermostat-Sesteuerte Regelventil.
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Das erfindungsgemäße thermostatgesteuerte Regelventil ist beim Ausführungsbeispiel
als Durchgangsventil ausgepildet. Das Ventilge@äuse l besitzt einen Anschlu@stutzen
2 Tür die in Fig. 2 symbolisch eingezeichnete Zuführeungsleitung 3 und einen Abgansstutzen
4 für die Abgangsleitung 5. Am unteren Flansch 6 ist ein haubenförmiger Gehäuseaufsatz
7 befestigt, während der obere Flansch 8 eine Baugruppe 9 trägt, deren Bedeutung
und ausbildung nacnfolgend noch erläutert wird. Zwischen die Flansche des Gehäuses
1 und des haubenförmigen Gehäuseaufsatzes 7 ist eine Platte 10 mit einer zentrischen
Führungshülse 11 für eine Ventilspindel 12 dicht eingespannt. Die Ventilspindel
12 trägt an ihrem inneren bzw. oberen Ende ein als Ventilteller ausgebildetes Verschlußor@an
13, welches mit einem Ventilsitz 1t zusammenwirkt. Ihr freies oder unteres Ende
15 liegt am Kolben ló eines Arbeitselements 17 eines insbesondere einstellbaren
Regelthermostaten 18 an.
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Der Fühler des Letzteren ist mit 19 und die Verbindungskapillare mit
20 bezeichnet. An einem Bund 21 der Ventilspindel 12 liegt das eine untere Ende
einer Spiraldruckfeder 22 an, deren anderes oberes Ende sich an der Führungshülse
11 abstüzt.
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Der Fühler 19 des Regelthermostaten 18 befindet sich beim Ausführungsbeispiel
in einer Leitun. 23, die einem Sekundärkreislauf 24 einer Heizeinrichtung angehört,
deren Primärkreislauf mit 25 bezeichnet ist. Beide sind über einen Wäremaustauscher
26 miteinander verbunden. Die erwähnten Leitungen 3 und 5, die mit den Gehäuse des
erfinaungsgemäßen thermostatgesteuerten Regelventils verbunden sind, gehören dem
Primärkreislauf 25 an.
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Steigt die Temperatur in der Leitung 23 des Sekundärkreislaufes 24,
dem wenigstens ein symbolisch einezeichneter Verbraucher 27 angehört, über den festgelegten
oder am Regelthermostat 1o eingestellten Wert an, so hat dies in bekannter leise
ein Ausfahren des Kolbens 16 des Thermostat-Arbeitselements 17 zur Folge. Es verschiebt
die Ventilspindel 12 in gleicher Richtung und zwar gezen die Kraft der Rückstellfeder
22, welche die Spindel 12 konzentrisch umgibt. Dadurch an der Durchfluß durch den
Ventilsitz 14 gedrosselt, oder wie in Fig. 1 dargestellt,
vollständig
unterbunden werden. Dies hat ein Abkühlen der Temperatur im Sekundärkreislauf 24
zur Folge, die wie gesagt vom Regelthermostaten 18 überwacht wird. Sobald dlese
Temperatur unter den Sollwert absin@t, hebt das Regelventil-Verschlußorgan 13 wieder
von selnem Sitz 14 ab, oder geht in eine stärkere Offenstellung.
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Das Ventilgen@use 1 becitzt noch einen zweiten Ventilsitz 29, der
mit einem Verschlußorgan 30 zusammenarbeitet, welches erfindungsgemäß von einem
Sicherheitsthermostaten 31 steuerbar ist. Vorzugsweise werden die Ventilsitze 14
und 2, durch die beiden freien Enden einer dicht in das Ventilgehäuse l eingesctzten
Buchse 32 gebildet.
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Die Schlleßrichtung des Sicherheitsventil-Verschlußorgans 3i) verläuft
in Fig. l von oben nach unten, also entgegengesetzt, der Schließbewegung des Regelventil-Verschluß-or@ans
13. Das in Richtung des Pfeils 33 in das Ventilgenuse 1 eintretende ediu strömt
zunächst dadurch den Ventilsitz 29 und tritt über den Ventilsitz l@ aus der Buchse
32 wieder aus.
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Das Sicherheitsventil-Verschlußorg an 30 ist in der hochgezogenen,
also
geöffneten Lage eingeriegelt. Dabei steht es unter der Kraft einer als Spiraldruckfeder
ausgebildeten Schließfeder 34. Diese umgibt konzentrisch eine Ventilspindel 35 und
stützt sich einerseits an der Rückseite des Verschlußorgans 30 sowie einem auf den
oberen Stutzen 8 aufgesetzten Gehäuse 36 einer Verriegelunzsvorrichtung 37 ab. Das
freie Ende der Ventilspindel 35 überragt dieses Gehäuse 36 und ist mit einer Handhabe
38 für die Handbetätigung, des Sicherheitsventils versehen. Die Ventilspindel 35
des Sicherheitsventil-Verschlußorgans 30 durchsetzt einen als Schieber ausgebildeten,im
Gehäuse 36 der Verriegelungsvorrichtung 37 im Sinne des Doppelpfeils 41 verschiebbaren
Riegel 40.
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Sein eines oder linkes Ende liegt an einer Druckfeder 42 an, welche
sich im Gehäuse 36 abstützt, während sein anderes rechtes Ende an einem doppelten
Balgkörper 42 angreift, welcher das Arbeitselement des Sicherheitsthermostaten 31
ist. Bei Normalthenperatur befindet sich der Riegel 40 in seiner gezeichneten rechten
Endlage, in welcher er von der Spiraldruckfeder 48 gehalten wird und bei der die
in Fig. 1 linke Kante seiner Bohrung oder
seines Durchbruchs 43
oder eines Riegellangloches in die Ringnut 39 der Ventilspindel 35 eingreift. Sobald
an den als Doppelfühler ausgebildeten Fühler 44 des Sicherheitsthermostaten 31,
der sich wie gesagt im Sekundärkreislauf 24 befindet, eine Übertemperatur auftritt,
hat dies eine Ausdehnung der beiden über Kapillaren 4> und 46 mit dem Fühler
44 verbundenen Balge des doppelten Balgkörpers 42 zur Folge. Letzterer dehnt sich
infolgedessen aus und verschiebt den Riegel 40 von rechts nach links (Fig. 1).
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Sobald er etwa in seiner linken Endstellung angekommen ist, gibt der
Durclbruch 43 die Ventilspindel 35 frei, die sich aufgrund der gespannten Schließfeder
34 zusammen mit dem Verschlußorgan 30 nach unten, d. h. in die Schließstellung be.-gilt,
Damit wird der Durchfluß durch das Ventilgehäuse 1 unabnängig von der Stellung des
Regelventils-Verschlußorgans 13 vollotändig unterbunden. Sobald die Temperatur im
Sekundärkreislauf 24 genügend stark abgefallen ist, kann das Sicherheitsventil-Verschlußorgau
30 gegen die Kraft der Feder 34 wieder in die öffnungsstellung verschoben werden,
wobei dann der Riegel 40 automatisch einrastet. Bei zu hoher Temperatur im Sekundärkreislauf
24 kann eine Verrastung des Riegels 40 mit der Ventilspindel 35 nicht vorgenommen
werden. Andererseits
ist aber eine Handauslösun der Verriegelung
möglich, und zwar aufgrund des Drückers 47, der am äußeren bzw. rechten Ende des
doppelten Balgkö.rpers 42 an@reift und beispielsweise zum Zwecke der Prüfun der
Verrie@elungsvorrichtung und überhaupt der gesamten Sicherheitseinrichtung eindrückbar
ist.
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Falls die vom Regelthermostaten 18 zu regelnde Temperatur bis nahe
an die vom Sicherheitsthermostaten zu überwachende, maximal zulässige Temperatur
heranreicht, kann es vorkommen, daß er bei kurzfristiger, während des Einregelvorgauges
des Regelthermostaten auftretender Spitzentemperatur bereits anspricht. Um dies
zu verhindern, ist der Fühler 44 des Sicherheitsthermostaten 31 mit einer Isolation
zur Verzögerung des Wärmeübergangs versehen.
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Die Verriegelungsvorrichtung, das Sicherheitsventil-Verschlußorgan
30 mit der Ventilspindel 35 und der Schließfeder 34 bilden mit dem Sicherheitsthermostaten
31, zumindest jedoch mit dem doppelten Balgkörper des Letzteren zusammen eine Baueinheit.
Diese kann leicht auf den oberen Flansch 8 des Ventilgehäuses 1 aufgesetzt werden.
Andererseits kann man sie später abnehmen und durch einen einfachen
deckel
ersetzen, welcher die Öffnung des oberen Flansches 8 verschließt. Damit ist es möglich
ein einfaches Renelventil zu einem späteren Zeitpunkt in das erfindungsgemäße thermostatgesteuerte
Regelventil mit Sicherheitseinrichtung umzubauen. Voraussetzung ist allerdings,
daß das Gehäuse bereits über einen Ventilsitz 29 für das Sicherheitsventil-Verschlußorgau
30 verfügt, oder ein solcher Ventilsitz nachträglich noch leicht eingebaut werden
kann.