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Bezeichnung: Thermostatisch gesteuertes Regulierventil
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Die Erfindung bezieht sich auf ein thermostatisch gesteuertes Regulierventil
mit Voreinstellung der maximalen Durchflußmenge.
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Die bekannten Ventile dieser Art dienen z. B. für übliche Zentralheizungen
und weisen eine Voreinstellung der maximalen Durchflußmenge durch Hubbegrenzung
des Ventils auf. Diese Ventile sind jedoch nicht für Heizkörper von Fernheizanlagen
geeignet, weil dort die Leitungsquerschnitte wesentlich kleiner, die Druck- und
die Temperaturdifferenzen jedoch erheblich höher sind, gleichwohl aber den Abnehmern
eine bestimmte Wassermenge zur Verfügung gestellt werden muB, die indessen nicht
überschritten werden darf, damit die ferner liegenden Verbrauchsstellen noch genügend
versorgt werden können. Die Abstimmung der Ventilwiderstände - d. h. die Voreinstellung
- auf die verschiedenen Heizkörper wird dabei durch besondere sogenannte Feinstregulierventile
erzielt, die bisher lediglich als Handventile bekanntgeworden
sind.
Bei diesen bekannten Handventilen geschieht die Feinsteinstellung ebenfalls durch
Hubbegrenzung, wobei jedoch der Hub mehrere mm, beispielsweise bis zu 6 mm betragen
kann.
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Man nimmt deshalb die Voreinstellung dieser bekannten, handbedienbaren
Feinstregulierventile über eine mit Feingewinde versehene Voreinstellvorrichtung
in Verbindung mit einem den Ventilteller ersetzenden Verschlußkörper vor, der zylindrisch
ausgebildet ist und mit möglichst geringem Spiel an einer entsprechend langen, zylindrischen
Bohrung des Ventilsitzes geführt wird, wobei der Verschlußkörper an seiner zylindrischen
Fuhrungsfläche eine oder mehrere radial gerichtete Keilkerben aufweist, die sich
von der Stirnfläche des Verschlußkörpers nach der Spindelseite zu in ihrer Tiefe
unter einem spitzen Winkel zur Mantellinie bis auf den Nullwert verringern und infolgedessen
bei unterschiedlicher Eintauchtiefe des Verschlußkörpers in die Führungsfläche am
Sitz einen unterschiedlichen und durch die Feingewindeeinstellung feinstregulierbaren
Durchflußquerschnitt freigeben.
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Diese Ausführungsart läßt sich jedoch deshalb nicht auf thermostatisch
gesteuerte Regulierventile anwenden, weil einerseits die Hübe dieser Ventile in
der Größenordnung von 0,5 mm wirksam werden und andererseits die Verstellkräfte
nur sehr gering sind, so daß Verschmutzungen, Verkrustungen oder Korrosionen an
den Führungsflächen zwischen Ventilsitz und Versdlußkörper eine thermostatische
Verstellung des Verschlußkörpers unterbinden
würden. Hierbei ist
zu bedenken, daß der Führungsspalt zwischen Verschlußkörper und Ventilsitz auf dem
Umfang nur sehr gering sein darf, damit die Regulierfunktion durch die Keilkerbe
nicht beeinträchtigt wird.
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Bei den bekannten, handbetätigten Feinstregulierventilen sind nun
die Verschlußkörper auswechselbar vorgesehen, wobei entweder die Keilflächen, die
ebenso genau hergestellt werden müssen, wie die Führungsflächen, verschiedene Neigungen
und Tiefenunterscbiede zeigen können, als auch insbesondere bei einer aus Herstellungsgründen
einheitlichen Keilkerbe mehrere derartige Keilkerben vorgesehen werden müßten. Auch
diese Verhältnisse lassen sich im Hinblick auf den geringen Hub bei thermostatisch
gesteuerten Ventilen nicht mehr beherrschen, da dann die Abstufung zu fein wäre
und innerhalb des Toleranzbereiches fallen würde.
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Gemäß der Erfindung soll nun die Aufgabe, erstmals ein thermostatisch
gesteuertes Feinstregulierventil vorzuschlagen, durch eine besondere, den Ventilteller
konzentrisch umgebende, jedoch gegenüber dem Ventilteller einstellbare Drosselltappe
gelöst werden.
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Eine derartige, den Ventilteller konzentrisch umgebende Drosselkappe
als Voreinstellorgan für die das Ventil durchfließende Höchstmenge ist an sich bekannt,
und zwar auch an thermostatisch betätigten Heizkörperregulierventilen. So sieht
z. B. die DGBM-Schrift 7 036 422 an einem derartigen Ventil einen im Ventilgehäuse
verdreh-
und festklemmbaren Voreinstellkörper vor, der ebenfalls kappenartig ausgebildet
ist und dessen ebene Stirnfläche unter einem spitzen Winkel zu seiner Achse verläuft.
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Diese Voreinstellkappe läßt sich gegenüber dem Gehäuse, in dem sie
geführt ist, verdrehen und bildet auf diese Weise mit der Öffnung des Austrittsstutzens
einen Drosselkörper. Demgegenüber besteht die Erfindung in ihrer allgemeinen Form
darin, daß zur Schaffung eines größeren Auflösevermögens der Voreinstellung, als
es bisher, insbesondere bei kleinen Durchflußquerschnitten, erzielt wurde, die Wirkflächen
für die Voreinstellung der maximalen Durchflußmenge nicht zwischen Kappe und Gehäuse,
sondern zwischen dieser und einer aus dem Ventilteller herausragenden Hülse bestehen.
Dabei kann entweder die Kappe die Hülse umgeben oder aber umgekehrt die Kappe von
der Hülse nach außen zu umschlossen werden, wobei jeweils die benachbarten Flächen
als Gleitflächen möglichst dicht aneinander liegen können, um schon durch die Voreinstellung
zumindest theoretisch einen völligen Abschluß erzielen zu können und irgendwelche
Strömungswege abseits des eigentlichen regelbaren Durchflußquerschnittes zu verhindern.
Hierdurch werden die Abweichungen der Einstellung gegenüber dem Sollwert auf ein
Mindestmaß beschränkt.
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Wesentlich ist dabei die Verwendung eines über Feingewinde einstellbaren
großen Hubes in Verbindung mit geeigneten Durchflußschl itzen.
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Nunmehr ist es möglich, das Feinstregulierventil gemäß der Erfindung
nicht nur als Handventil auszubilden, sondern entsprechend der Aufgabe, welcne der
Erfindung zugrundeliegt, als Thermostatventil mit beliebig geringem Hub. Man kann
dabei die Kappe in gleicher Weise wie die bekannte Voreinstellkappe bei Handregulierventilen
durch Drehen betätigen. Während jedoch bei der bekannten Ausführung die Voreinstellkappe
nicht mit einer aus der Sitzfläche für den Ventilteller herausEgenden Hülse zusammenwirkte,
sondern mit dem Durchflußquerschnitt des Austrittsstutzens und deshalb der wirksame
Voreinstellbereich lediglich ueber den spitzwinkligen Drehsektor der Voreinstellkappe
erfolgen konnte, welcher dem Durchmesser des Austrittsstutzens entsprach, ist es
nunmehr möglich, den Voreinstellbereich über den Gesamtumfang beider Wirkteile -
der Kappe und der Hülse -, also auf 360v, zu erhöhen.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung kann entweder die Kappe - der
eigentlichen Bedeutung dieses Wortes entsprechend - die am Ventilsitz vorgesehene
Hülse außen umgreifen oder umgekehrt.
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Des weiteren ist es in erster Linie aus bearbeitungstechnischen Gründen
und solchen der Genauigkeit der Herstellung zur Vermeidung eines Spieles und von
Strömungsnebenwegen empfehlenswert, die Flächen als Zylinderflächen auszubilden,
was jedoch nicht behindert, aus konstruktiven oder strömungstechnischen Gründen
die Führungsflächen kegelstumpfförmig verlaufen zu lassen.
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Vor allem aber zielt die Erfindung darauf, die Kappe gegenüber der
Hülse über Feingewinde axial verschiebbar anzuordnen. Nunmehr wird der Regelbereich
nicht mehr durch einen Drehwinkel von 3600 begrenzt, sondern kann praktisch beliebig
durch Vergrößerung des Hubes der Kappe gegenüber der Hülse erweitert werden.
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Wie eingangs beschrieben, ist es bekannt, bei handverstellbaren Feinstregulierventilen
in ähnlicher Weise den Verschlußkörper zylindrisch im Ventilsitz als eigentliches
Verschlußorgan zu führen und die Feinstregulierung durch eine Keilkerbe der eingangs
beschriebenen Art zu bewirken. Dieses Mittel läßt sich auch bei Verwenden einer
Axialverschiebung der Kappe gegenüber der Hülse verwenden, indem entweder das eine
oder das andere oder beide Teile an der bzw. den Führungsflächen mit diesen bekannten
Keilkerben versehen werden.
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Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel erläutert, das in der
Zeichnung wiedergegeben ist.
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Diese zeigt einen Längsschnitt durch die Spindel eines erfindungsgemäßen,
thermostatisch gesteuerten Feinstregulierventiles.
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Ein Ventilgehäuse 1 weist einen Eintrittsstutzen 2, einen Spindelstutzen
3 und einen Austrittsstutzen 4 auf, wobei an letzterem das Anschlußrohr 5 über eine
Überwurfmutter 6 angeschlossen ist.
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Im Eintrittsstutzen 2 ist ein Filtersieb 7 angeordnet, das nicht zuroErfindung
gehört. In die Gehäusebrücke 8 ist ein auswechselbarer Ventilsitz 9 eingeschraubt,
der eine zylindrische Außenfläche
10 aufweist.
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In den Spindelstutzen 3 des Gehäuses 1 ist ein Gehäusedeckel 11 eingewindet,
auf den ein nicht gezeichneter Thermostat aufgeschraubt werden kann. Der Gehäusedeckel
nimmt gemäß der Erfindung eine Drosselkappe 12 auf, die in einer Bohrung 13 des
Gehäusedeckels längs verschiebbar und durch einen O-Ring 14 abgedichtet ist. In
dieser Drosselkappe 12 ist eine Ventilspindel 15 geführt und durch einen O-Ring
16 abgedichtet. Die Drosselkappe 12 ist über Feinstgewinde 17 und Radialschlitze
18 mittels eines Schlüssels gegenuber dem erfindungsgemäßen Sitzvorsprung 9 höheneinstellbar,
wobei die zylindrische Außenfläche 10 am Sitzvorsprung 9 und eine zylindrische Innenfläche
19 an der Kappe 12 als möglichst dichte Bührungsflächen dienen.
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In üblicher Weise ist am unteren Ende der Spindel 15 der Ventil teller
20 vorgesehen, der auf dem eigentlichen Ventilsitz 21 dichtet und zusammen mit siner
Spindel durch eine Rückholfeder 22 in Öffnungsstellung gebracht wird.
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Gemäß der Erfindung ist nun in vorliegendem Ausführungsbeispiel am
Umfang des Ventilsitzvorsprunges 9 eine Keilkerbe 23 vorgesehen, die axial verläuft
und deren in Radialebenen liegender Querschnitt voder Stirnfläche - also der Sitzfläche
21 - nach der Brücke 8 hin abnimmt.
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Je nach MaBgabe des Zurückziehens der erfindungsgemäßen Drosselkappe
12
in den Gehäusedeckel 17 hinein werden verschiedene Querschnittsgrößen dieser Keilkerbe
freigegeben.
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Die Erfindung kann - wie bereits vorstehend bemerkt - eine große Anzahl
von Abwandlungen erfahren; so ist es z. B. in Verbindung mit der dargestellten Ausführungsform
ohne weiteres möglich, die Keilkerbe 23 - ohne Abänderung der Zeichnung - durch
eine senkrecht zur Zeichnungsebene liegende Schrägfläche zu ersetzen.
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Ansprüche
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