DE2438359A1

DE2438359A1 - Durchflussmengenregler

Info

Publication number: DE2438359A1
Application number: DE19742438359
Authority: DE
Inventors: F Spiess
Original assignee: TACO HEIZUNGEN AG
Current assignee: TACO HEIZUNGEN AG
Priority date: 1973-08-16
Filing date: 1974-08-09
Publication date: 1975-02-20
Also published as: CH556575A

Description

Durchflussmengenregler Die Erfindung betrifft einen Durchflussmengenregler zur Regelung der Durchflussmenge eines Strömungsmittels auf einen bestimmten Sollwert mit einer Membran, dIe entsprechend dem Druck des Strömungsmittels deformiert wird und dadurch die Grösse eines Drosselspalts ändert.
Es wird die Schaffung. eines Durchflussmengenreglers bezweckt, der schmutzunempfindlich gegen Magnetit (Eisenoxyd), Fasern und Schweissperlen ist. Der zu schaffende Mengenregeler soll weiterhin einen einfachen und problemlosen Aufbau haben,-wartungsfrei sein und billig hergestellt werden können. Als wichtiges Erfordernis soll der zu schaf-fende Regler eine feine Ansprechbarkeit haben, d.h. es soll auch schon bei geringen Druckdifferenzen im Strömungsmedium ansprechen können.
Der zu schaffende Regler soll besonders in Heizungs-oder Kühlaplagen verwendet werden können; Der erfindungsgemässe Durchflussmengenregler ist gekennzeichnet durch eine Düse mit einer balligen Stirnfläche, in der sich der Drosselspalt befindet und einen in Strömungsrichtung des Strömungsmittel vor der Düse liegenden Durchflusskanal, in den ein freitragender Teil der Membran ragt, so dass sich dieser Teil unter dem Druck des Strömungsmittels auf der balligen Stirnfläciie abwälzen und dadurch die Grösse des Drosselspaits ändern kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:~ Fig. 1 den Durchflussme.ngenregeler-mit Leitungsanschlossen im Längsschnitt, und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.
Der Regler hat zwei axial miteinander verschraubte Gehauseteile 1 und 2. Diese Gehäuseteile haben die gemeinsame Verschraubung 3 und Rohranschlüsse 4 und 5. Der erste Gehäuseteil 1 schliesst einen Durchflusskanal 6 ein. Zwischen dem ersten Gehäuseteil 1 und dem zweiten stopfenartigen Gehäuseteil 2 befindet sich eine topfförmige Düse 7. Diese Düse 7 hat einen flanschartigen Rand 8 und einen balligen Boden 9. Im balligen Topfboden 9 befindet sich ein als Schlitz ausgebildeter Drosselspalt 10. Letzterer erstreckt sich über den gesamten Durchmesser des Topfbodens.
Im Zentrum des Düsenbodens 9 ist eine kreisförmige Membran 11 mittels einer Nietverbindung 12 befestigt.
Die Membran 11 wurde bei einem Ausführungsbeispiel auch Blech hergestellt. Um der Membran bei der Beaufschlagung durch ein Durchflussmedium, z.B. Wasser, einen bestimmten Bewegungsweg zu geben, wurde diese mit zwei einander diametral gegenflberliegenden Schlitzen 13 und 14 versehen. Durch diese Schwächung der Membran biegt sich diese derart, dass sich die Membran 11 in Fig. 2 in der vertikalen Richtung des Drosselspaltes 10 auf dem balligen Topfboden 9 abwälzt und hierbei den Drosselspalt 10 mehr oder weniger abdecl,t. Wird die Membran 11 aus einem in sich flexiblen Material, z.B. aus einem Elastomer hergestellt, so könnte auf die beiden Schlitze 13 und 14 auch verzichtet werden.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Membran 11 liegt also eine zentrale Befestigung der kreisförmigen Membran an der Düse 7 vor. Von diesem Membranzentrum aus erstreckt sich dann der freitragende embranteil, der im Durchflusskanal 6 liegt. Da der erste Gehäuseteil feine kreisförmige Innenwandung 15 hat, liegt die kreisfömige Membran 11 mit radialem Abstand zu dieser Wandfläche 15.
Die Membran könnte auch eine andere Form haben.
So könnte z.B. der freitragende Teil der Membran nur noch nach einer Seite von der Befestigungsstelle 12 aus abragen. Die Membran könnte auch eine Rechteckform haben. Um in einem solchen Fall eine richtige Ansprechbarkeit der Membran auf Druckdifferenzen zu erhalten, mässte der die Membran umgebende Durchflusskanal 6 dann auch eine rechteckige Form haben und die rechteckige Membran im Abstand umgeben. Die Membran wäre dann wie eine Plattfeder ausgebildet, die entweder am einen Ende an der Düse 7 fixiert ist und sich mit dem anderen federnden Teil bewegen kann, oder die in ihrem mittleren Bereich an der Düse fixiert ist, so dass sich ihre beiden davon abragenden Arme federnd bewegen können.
- Wird der Regler in der angegebenen Pfeilrichtung vom Durchflussmedium durchströmt, so wird die Membran 11 vom Medium beaufschlagt. Das Strömungsmedium umströmt die Membran ll'und strömt übers den Drosselspalt 10 zur Leitung 5. Die Membran 11 hat hierbei irgend eine stabile Lage eingenommen. Schon bei einer Druckänderung von 2 mWS spricht die Membran 11 an, d.h. sie bewegt sich entweder zum Drosselspalt lp hin oder von diesem weg. Bei einer Drucksteigerung wird die Membran zum Drosselspalt 10 hin bewegt und wälzt sich auf der balligen Stirnfläche 9 der Düse 7 ab und deckt etwas vom Durchflussquerschnitt des Drosselspaltes 10 ab. Der Regler hat nunmehr eine etwas grössere Drosselwirkung. Auf diese Weise lässt sich eine konstante Durchflussmenge einregulieren.
Bei dem Ausführungsbeispiel des Reglers mit einer Membran aus einem Blech, wurde keine Hysterese festgestellt. Der Funktionsdruckabfall, d.h. der Druckverlust, der entsteht bis die Membran deformiert wird und seine Regelfunktion übernimmt, liegt im Maximum bis 2 mWS.
Da der erläuterte Mengenregeler keine ineinander gleitenden Bauteile aufweist und die wenigen Bauteile aus korrosionsfestem Material hergestellt werden können, eignet sich dieser Regler besonders für Heizungs- und Kühlanlagen.
Werden z.B. die Heiz- und Kühlkörper in einer verzweigten Anlage in nördliche und südliche Zonen aufgeteilt, die unabhängig voneinander geregelt werden, so kann der Fall eintreten, dass bei gedrosseltem Wasserdurchfluss in der Südzone die nördliche Zone, die am gleichen Verzweigungspunkt angeschlossen ist, bedeutend mehr Wasser erhält, so dass neben der ungewollten Mehrleistung auch Durchflussgeräusche auftreten können. Ein Durchflussmengenregler oben beschriebener Art, der in jeder Zone eingebaut wird, vermeidet durch den konstanten Wasserdurchfluss solche Gleichgewichtsstörungen auf einfache Weise.
Durch die Fixierung des mittleren Bereiches der Membran 11 an der DUse 7 werden federnde Freiarme erzielt, durch die uie feine Ansprechbarkeit des Reglers erreicht wird.
Würde eine Membran in einem Regler in der üblichen Weise im äusseren Bereich fest eingespannt, so wird die Membran mit zunehmender Verformung steifer, so dass also die Ansprechbarkeit zunehmend gröber wird.

Claims

PatenstansprLlChe

1. Durchflussmengenregler zur Regelung der Durchflussmenge eines Strömungsmittels auf einen bestimmten Sollwert mit einer Membran, die entsprechend dem Druck den Strömungs mittels deformiert wird und dadurch die Grösse eines Drosselspalts ändert, gekennzeichnet durch eine Düse mit einer balligen Stirnfläche, in der sich der Drosselspalt befindet und einen in Strömungsrichtung des Strömungsmittel von der Düse liegenden Durchflusskanal, in den ein freitragender Teil der Membran ragt, so dass sich dieser Teil unter dem Druck des Strömungsmittels auf der balligen Stirnfläche abwälzen und dadurch die Grösse des Drosselpalts ändern kann. - ~

2. Durchflussmengenregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (11) in ihrem mittleren Bereich im Zentrum der balligen Stirnfläche (9) der Düse (7) befestigt ist.

3. Durchflussmengenregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (11) eine Kreisscheibe ist.

4. Durchflussmengenregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran eine Reckteckform hat.

5. Durchflussmengenregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (7) eine Topfform hat, wobei sich im balligen Topfboden (9) der als Schlitz ausgebildete Drosselspalt (10) befindet.

6. Durchflussmengenregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (8) der topfarigen Düse (7) in einen ersten Gehäuseteil (1) abdichtend sitzt. -

7. Durchflussmengenregler nach zu nah Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter stopfenartiger Gehäuseteil (2) mit dem ersten Gehäuseteil (1) axial verschraubt ist.

8. Durchf-lussmengenregler nach-Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran -(11) aus Blech besteht.

9. Durchflussmengenregler nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kreisförmige Membran (11) mit radialem Abstand im kreisfdmigen-Durchflusskanal (6) liegt.

10. Durchflussmengenregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran aus einem Elastomer besteht.