DE2549820C3 - Flüssigkeitsstromregler - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsstromregler gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.

Ein solcher Regler (vgl. DT-AS 20 60 751) besitzt eine verbesserungsbedürftige Regelcharakteristik, da der verwendete Rundschnurring dort mit beachtlicher Gleitreibung an der bzw. den Flächen des Einsatzes in der Regelstellung reibt. Zudem hat der Regler ein unzumutbares Geräuschverhalten und sein Durchflußwiderstand ist zu groß.

Aus der DT-OS 21 31 117 ist eine Weiterentwicklung des bekannten Reglers hervorgegangen, bei der der Einsatz mit einer gegen die Durchströmrichtung gerichteten, am auslaßseitigen Ende geschlossenen öffnung versehen ist, die demgemäß keine Durchströmöffnung darstellt. Der Regler weist einen Rundschnurring auf, der mit zwei profilierten Dichtflächen korrespondiert, so daß sich zwei Regelspalte ergeben, die unter dem Vordruck des durchfließenden Wassers veränderbare Durchsätze ergeben. Ein Mindestwasserdurchsatz und eine Geräuschdämpfung ist beim Stand der Technik nicht vorgesehen.

Aus der US-PS 28 78 836 ist ein Durchflußregler vorgesehen, bei dam ein abgestufter Plastikkörper vorgesehen ist, der an seinem Außenumfang Kerben aufweist, die jedoch über den Ansatz nicht durchgehen. Er arbeitet mit einer Abstützscheibe zusammen, die, wie der Plastikkörper, eine zentrale Ausnehmung sowie mit den Umfängskerben korrespondierende Ausnehmungen aufweist. Unter dem Einfluß des Vordrucks des durchfließenden Wassers werden zunächst die Umfangskerben durch die Verformung des P)astikkörpers zugequetscht, anschließend die Mittenöffnung. Auch dieser Regler führt in der Praxis zu einem unbefriedigenden Geräuschverhalten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Regler gemäß dem Oberbegriff das Geräuschverhalten und die Regelcharakteristik zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei dem Regler der eingangs näher bezeichneten Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst. Hierbei ergibt sich als Vorteil ein überraschend leiser Wasserstromregler, der insbesondere bei elektrischen Durchlauferhitzern Verwendung finden kann, indem er unmittelbar in eine bestehende Wasserrohrleitung eingefügt wird, wobei der Regler selbst eine kompakte Baueinheit bildet, die ohne der Gefahr des Verlierens von Einzelteilen auswechselbar ist.

Weitere Ausgestaltungen und erfindungsgemäße Weiterbildungen des Reglers sind aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den F i g. I bis 8 der Zeichnungen ersichtlich, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zum Inhalt haben. Es zeigt

F i g. 1 einen Seitenschnitt durch den erfindungsgemäßen Regler,

F i g. 2/3 einen Seitenschnitt durch den Einsatz in vergrößertem Maßstab,

Fig.4—7 Ansichten bzw. Teilschnitte des Spiralnutringes und

F i g. 8 ein Diagramm.

In allen acht Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.

Ein Wasserrohr 1 weist ein mit einem Bund 2 versehenes Ende auf, der von einer Überwurfmutter 3 hintergriffen ist.

In einen Innenraum 4 des Wasserrohrs ragt ein Abflußrohr 5, in dem die Wasserdurchströmrichtung durch den Pfeil 6 angegeben ist.

In den Innenraum 4 ist eine ringförmige Sperrscheibe 7 eingefügt, die mit einem Flansch 8 den Bund 2 übergreift und eine Dichtung bildet. Das Wasserrohr weist in seinem Innenraum 4 einen Ansatz 9 auf, auf dem

ein Einsatz 10 ruht. Der Einsatz wird durcn die Sperrscheibe 7 an dem Ansatz gehalten. Der Einsatz ist ein topfartiger Körper, der eine Zylinderwandung 11 und einen kegelartigen Boden 12 aufweist. In dem kegelartigen Boden sind eine konzentrische öffnung 13 und auf einem Ring, konzentrisch diese umgebend, öffnungen 14 vorgesehen.

Die mittlere öffnung 13 kann von einem mit einer Spitze 15 versehenen Dorn 16 durchsetzt werden, der auch den innenraum 4 durchragt. Der Dorn ist an einer Mutter 17 befestigt, die in einem Innengewinde 18 des Wasserrohres 1 gelagert ist. Die Mutter und auch der Dorn können über einen Stellschlitz 19 verdreht werden.

Der Einsatz und die in ihm gelagerten Teile gehen aus der F i g. 2 in vergrößertem Maßstab besser hervor:

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die öffnung 13 durch einen Verteilkörper 20 verschlossen. Der Verteilkörper 20 weist auf einem Ring angeordnete Durchströmöffnungen 21 auf, die in einen Tosraum 22 münden. Der Tosraum 22 wird durch den Zwischenraum zwischen dem Verteilkörper 20 und dem Einsatz 10 gebildet. Der Tosraum steht über Verbindungsbohrungen 23 mit den konzentrischen öffnungen 14 in Verbindung.

Zwischen einem Ansatz 24 des Verteilkörpers und der Innenseite 25 des Bodens 12 des Einsatzes, ist ein Spiralnutkörper 26 gehalten. Der Spiralnutkörper weist eine plane Oberseite 27 auf, in die Nuten 28 eingearbeitet sind. Die Unterseite 29 des Spiralnutkörpers 26 ist kegelförmig, so daß der Boden 30 der Nuten teilweise fehlt.

Mit der Oberseite 27 des Spiralnutkörpers korrespondiert ein Rundschnurring 31, der auf den Stegen des Spiralnutkörpers aufliegt, der aber mit seinem größten Umfang 32 die Innenseite 33 der Mantelfläche 11 des Einsatzes im Ruhestand und auf dem Weg zur Ruhestellung gemäß Fig.3 nicht berührt. In Durchströmrichtung 34 gesehen liegt vor dem O-Ring eine Stauscheibe 35, die mittels in der F i g. 2 nichtdargestellter Mittel im Innenraum 4 unverlierbar gehalten ist. Diese Mittel können z.B. die in Fig. 1 gezeigte Sperrscheibe 7 sein oder ein Einbördeln des Gehäuserandes.

Die Funktion des eben beschriebenen Konstantstromflüssigkeitsreglers ist folgende:

Es wird hierbei ausgegangen, daß in dem Wasserrohr 1,5 kein Wasser fließt und daß somit an der Stauscheibe 35 kein Differenzdruck aufgrund des fließenden Wassers wirksam ist.

Wird ein im Zuge der Leitung 5 liegendes Zapfventil geöffnet, so beginnt ein Wasserstrom durch die Rohre 4 und 5 zu fließen. Für die Wirkungsweise des Fluidstromreglers ist es belanglos, ob beispielsweise ein elektrischer oder gasbeheizter Durchlauferhitzer vor dem Durchflußregler liegt oder hinter ihm.

Der Wasserstrom fließt einmal durch den Innenraum der Sperrscheibe 7. den Innenraum der Stauscheibe 35, den Innenraum des O-Rings 31 und die Vielzahl der Nutenquerschnitte in der Oberseite 27 des Spiralnutkor perc 26 und durch die Summe der Querschnitte der konzentrischen öffnungen 14. Ein weiterer Teilstrom des Wassers fließt am Außenumfang der Stauscheibe und dem Innenmantel 33 des Einsatzes 10, weiter vorbei am Außenumfang 32 des O Rings 31 und anschließend

ίο durch die Bohrungen 14 des Gehäuses 10. Ein dritter Teilwasserstrom fließt durch die Durchströmöffnungen 21 im Verteilkörper 20, den Tosraum 22, die Verbindungsbohrungen 23 in die konzentrischen öffnungen 14.

Bei diesem durch den Konstantstromregler gehenden Wasserstrom baut sich an der Stauscheibe 35 ein Differenzdruck auf, der zu einem Zusammendrücken des Rundschnurrings 31 führt. Als Folge dieses Zusammendrückens drückt sich der Ring mit seiner Unterseite in die Querschnitte der Nuten 28 im Spiralnutkörper, so daß dieser Wasserweg, der strommäßig den größten Anteil hat, gedrosselt wird. Nach Erreichen der Regelstellung, wenn der Rundschnurring 31 gemäß Fig. 3 seinen gedrückten Endzustand einnimmt, legt sich der größte Umfang 32 an die Innenwandiing 33 des Einsatzes an, so daß auch dieser Wasserteilstrom gesperrt wird. Ein Anlegen dieses größten Umfanges an die Innenwandung darf nicht vor der Regelstellung erfolgen, da sonst eine zu hohe Gleitreibung des Rundschnurrings eintritt. Weiterhin resultiert aus einem zu frühen Anlegen eine zu große Trägheit der Regelcharakteristik.

Diese Verhältnisse gehen aus dem Diagramm der F i g. 8 hervor, wobei die Kurve 36 das Regelverhalten bei Anlage des Rundschnurrings am Innenrnante! 33 zeigt, während die Kurve 37 die Regelcharakteristik darstellt, wenn sich der Rundschnurring 31 erst im letzten Moment, d.h. in der Regelstellung a,i den Innenmantel anlegt.

Aus der F i g. 3 ist die Regelstellung in ihren konstruktiven Merkmalen ersichtlich, so daß hieraus auch die Endstellung des Rundschnurrings entnommen werden kann.

Der Unterschied der Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 mit dem Dorn 16 und gemäß Fig. 2 mit dem geschlossenen Verteilkörper 20 liegt darin, daß ein ungeregelter Wasserstrom durch Verstellung der Spitze 15 des Domes i6 eingestellt werden kann. In beiden Fällen handelt es sich beim Anmeldungsgegenstand um einen Konstantstromregler, beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 jedoch um einen solchen mit veränderbarem Sollwert. Der Sollwert bei dem Konstantstromregler gemäß F i g. 2 ist fest vorgegeben und kann nur durch Verändern der Durchlaßquerschnitte der Durchström-

5'i öffnung 21 justiert werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Fiüssigkeitsstromregler mit einem mit einem Flüssigkeitsein- und -auslaß versehenen hohlzylindrischen Gehäuse, das einen topfartigen Einsatz aufweist, der auf einer Axialfläche einen O-Ring lagen und der zusammen mit dem Einsatz einen Regelspalt für die Flüssigkeit bildet, indem der Ring vom Druck des vorbeifließenden Fluids gepreßt wird und bei dem ein weiterer Regelspalt zwischen dem Außenumfang des O-Ringes und dem Innenmantel des Einsatzes gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (10) eine zentrale (13) und konzentrisch (14) dazu angeordnete Durchströmöffnung aufweist, daß in der Zentralöffnung (13) ein Verteilkörper (20) gelagert ist, der auf einem Ring angeordnete Durchströmöffnungen (21) aufweist, die über einen Tosraum (22) mit den konzentrischen öffnungen (14) des Einsatzes korrespondieren und daß der Verteilkörper einen mit Spiralnuten (28) versehenen Nutkörper (26) lagert, wobei der O-Ring auf der Nutseite (27) des Spiralnutkörpers (26) aufliegt.

2. Flüssigkeitsstromregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (12) des Einsatzes (10) kegelartig ausgestaltet ist, wobei Verbindungsbohrungen (23) zwischen Tosraum (22) und den konzentrischen Öffnungen (14) im Kegelbereich münden.

3. Flüssigkeitsstromregler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tosraum (22) als ringförmiger Zwischenraum zwischen dem Einsatz (10) und dem Verteilkörper (20) gebildet ist.

4. Flüssigkeitsstromregler nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiralnutkörper (26) der dem O-Ring (31) abgewandten Seite keglig ausgebildet ist.

5. Flüssigkeitsstromregler nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Querschnitt der Nuten (28) des Spiralnutkörpers (26) begrenzenden Rippen unterschiedliche Höhe aufweisen.

6. Flüssigkeitsstromr«.£ler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenhöhe alterniert

7. Flüssigkeitsstromregler nach einem der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauscheibe (35) unter dem Flüssigkeitsdifferenzdruck auf den O- Ring drückt.

8. Flüssigkeitsstromregler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauscheibe (35) im Innenraum des Einsatzes (10) über einen Sprengring gehalten ist.

9. Flüssigkeitsstromregler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauscheibe (35) im Innenraum des Einsatzes (10) über einen eingebördelten oder eingeformten Rand gehalten ist.