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SELBSTREGULIERENDES DROSSELVENTIL
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Die Erfindung betrifft ein selbstregulierendes Drosselventil für die
Regelung der Durchflußmenge eines strömenden Mediums, welches durch eine von einer
Hauptleitung abgezweigte Nebenleitung fließt, insbesondere von Schwimmbeckenwasser,
welches vom Umwälzhauptstrom abgezweigt über eine Nebenleitung durch eine Heizanlage
fließt.
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Geräte zur Schwimmbe ckenbeheizung werden üblicherweise im Umwälzstrom
hinter der Filterum*älzanlage installiert. Um den Druckverlust möglichst klein zu
halten beziehungsweise um die Leistungsfähigkeit der Umwälzanlage nicht zu beeinträchtigen,
sollte nur ein Teilstrom der Wassermenge über eine abgezweigte Nebenleitung, d.
h. Weber den Bypass, durch die Heizanlage geleitet werden. Insbesondere wenn zum
Aufheizen eine Wärmepumpe eingesetzt wird, ist eine derartige Nebenleitung besonders
wichtig, da bei diesen Anlagen der Strömungswiderstand des Wärmetaus che r s konstruktionsbedingt
relativ groß ist. Zur Erzielung optimaler Heizleistungen soll ferner das umgewälzte
Schwimmbeckenwasser mit einer definierten und möglichst konstanten Strömungsgeschwindigkeit
durch die Nebenleitung fließen. Einmal soll nämlich die Kondensationstemperatur
des Kältemittels besonders niedrig sein, so daß hohe c vömungægeschwindigkeiten
wichtig sind. Andererseits besteht aber auch bei zu hohen Strömungsgeschwindigkeiten
eine größere Gefahr der Korrosion und Erosion.
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Strömungsgeschwindigkeiten bei üblichen Bypass - Schaltungen werden
bisher durch handelsübliche, mit der Hand einstellbare Drosselventile reguliert,
die entweder im Hauptstrom vor der Abzweigung oder in der Nebenleitung selbst angeordnet
sind. Heizanlagen für Schwimmbeckenwasser werden aber häufig nachträglich in bereits
fertiggestellte Filterumwälzanlagen eingebaut. Dann muß das Drosselventil entsprechend
den Förderleistungen der vorgefundenen Umwälzanlage, die vor allem durch ihre Pumpenleistung
und ihre Beckenwas-
Selbssregulierendes Drosselventil (1636) serführung
bedingt ist umständlich jedesmal neu eingestellt werden. Ferner verändern sich auch
die Förderleistungen von Umwälzanlagen insbesondere durch den Grad der jeweiiigcn
Filterverschmutzungen, da diese den Strömungswiderstand entsprechend beeinflussen
@@ @@@@@@ @@ @@@@gabe der vor@egenden Erfindung, ein einfaches und preiswer-Drosselventil
zu scha@@en und es in einen Strömungskreislauf mit abgezweig-@@r Ne@@@leitung @@
@nzuordnen, daß ohne besondere Einstellungsmaßnahmen und ohne Nachregulation mit
der Hand ein Medium durch die Nebenleitung mit defivierter und konstanter Größe
unabhängig von der Förderleistung des Strömungskreisiaufes fließt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein selbstregulierendes
Drosselventil in der Hauptleitung in Strömungsrichtung hinter der Ableitung für
dt, Nebenleitung angeordnet ist Vor der Drossel bildet sich jetzt ein bis über die
Abzweigung der Nebenleitung von ihr erzeugter Staudruck aus, der den Mediurndurchsatz
durch die Nebenleitung bestimmt. Das Drosselventil ist so ausgelegt, daß bei normaler
Strömungsgeschwindigkeit der gewünschte Mediumsdurchsa durch die Nebenleitung erfolgt.
Wird aber die Förderleistung und damit der Staudruck zu groß, so öffnet sich die
Drossel automatisch, und es fließt entsprerend dem geforderten Staudruck mehr Medium
ab. Fällt dagegen die Förderleistung, so schließt sich die Drossel automatisch,
und es fließt entsprechend dem geforaerten Staudruck weniger Medium ab. In beiden
Fällen pendelt sich vor der Drosse durch automatisches Schließen und Öffnen des
Ventiles ein konstanter Staudruck unabhängig von der Förderleistung des Systemes
ein, so daß die Strörnungsgeschindigkeit des Mediums in der Nebenleitung konstant
bleibt.
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Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion des vorzugsweise eingesetzten
Ventiles wurde von dem Gehäuse eines an sich bekannten Freiflußventiles ausgegangen,
welches aus einem in den Strömungskreislauf einbaubaren Rohrstück besteht. Der in
Schrägstellung eingeführte und mit der Hand über ein Gewinde verstellbare Drosselkörper
wird erfindungsgemäß durch einen in Schrägstellung eingebauten Drosselkörper ersetzt,
welcher durch eine dahinterliegende Druckfeder in Rich-
Selbstregulierendes
Drosselventil (1636) tung auf den senkrecht dazu angeordneten Ventilsitz im Gehäuse
gedrückt wird.
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Die Feder hat dabei eine mögliche flache Kennlinie, so daß unabhängig
von der jeweiligen Stellung des Drosselkörpers die Gegenkraft der Feder immer nahezu
konstant ist. Damit wird automatisch bei einem höheren Druck das Ventil geöffnet,
so daß mehr Mecium durch den iOuptstrom abfließt. Bei niedrigem Druck schließt sich
urr£gekCb?'t das Ventil, und weniger Medium fließt sb. Da;riit stellt sich entsprechend
dAr Ventilauslegung ein konstanter Staudruck unabhängig von der Förderleistung der
Anlage ein, und die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums in der Nebenleitung bleibt
konstant.
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Der Drosselkörper ist ferner gegen die Atmosphäre mit einem Faltenbalg
aus elastomerem Material abgt:dichttt, so daß die Regelung nur zwischen dem Atmosphären
- und dem Strömungsdruck erfolgt. Dies bewirkt, daß bei einem höheren Gegendruck
beziehungsweise Druckverlust in der Austrittsdüse des Hauptstromes sich das Ventil
öffnet. Der Gesamtdruckabfall im Hauptstrom bleibt somit weitgehend konstant und
damit auch die durch die Nebenleitung fließende Mediumsmenge. Deshalb braucht bei
einer Montage in einem Schwimmbeckenwasserkreislauf das Ventil nicht umständlich
auf die unterschiedliche Gestaltung des Wasserrücklaufes in das Becken einreguliert
zu werden.
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Durch die erfindungsgemãße Ausgestaltung des Ventiles und seine erfindungsgemäße
Anordnung in einem Strömungskreislauf lassen sich unabhängig von der Konstruktion
der Anlage und unabhängig von Schwankungen der Förderleistung vor dem Ventil konstante
Staudrucke automatisch einregeln, so daß ständig konstante Mengen durch die Nebenleitung
fließen. Insbesondere für Heizanlagen in einem Schwimmbeckenwasserumwälzkreislauf,
und zwar inbesondere bei Verwendung von Wärmepumpen als Heizanlagen, lassen sich
somit optimale Heizleistungen ohne Korrosions - und Erosionsschäden sowie ohne umständliche
Nachregulation des Ventiles mit der Hand erzielen.
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Veränderungen der Strömungsverhältnisse im Umwälzkreislauf werden
ferner vor allem durch den Grad der Filterverschmutzung hervorgerufen. So bewirkt
eine größere Verschmutzung des Filters einen Abfall des Strömungsdruckes, der
Selbstregulierendes
Drosselventil (1636) eine Verringerung des Durchlaufes am Ventil verursacht, indem
der Drosselkörper in Richtung auf den Ventilsitz gedrückt wird. Die Stellung des
Drosselkörpers kann aber von außen abgelesen werden, und ein gegebenenfalls dort
angebrachter Maßstab kann als Grad der Filterverschmutzung dienen.
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Das erfindungsgemaße Ventil ist ferner preisgünstig und einfach herstellbar
und tauch @@@@@@@@@@@@@ungsfrei im Umwalzkreislauf. Weiterhin wird gleichzeitig
das V :ntis bei der Montage einer Heizanlage eingebaut. Das Ventil braucht daher
nur entsprechend der Konstruktion der Heizanlage ausgelegt zu werden, und Einstellungen
während der Montage entfallen.
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Anstelle des umgerüsteten Freiflußventiles können im Sinne der Erfindung
auch andere Absperrventilgehäuse mit dem erfindungsgemäßen selbstregulierenden Drosselkörper
umgerüstet werden. Diese Ventile besitzen jedoch dann meist einen höheren Durchflußwiderstand,
so daß die optimale Lösung ein erfindungsgemäß umgerüstetes Freiflußventil ist.
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In den beiden Abbildungen ist das bevorzugt eingesetzte Ventil und
eine Anordnung in einem Schwilllmbeckenwasserumwälzkreislauf bei Verwendung einer
Wärmepumpe dargestellt. Und zwar zeigen: Figur 1 die Anordnung des Ventiles Figur
2 einen Querschnitt des Ventiles In Figur 1 ist 1 das Filter und 2 die Umwälzpumpe,
durch die in Pfeilrichtung 3 Schwimmbeckenwasser gefördert wird. Uber das T - Stück
4 fließt Schwimmbeckenwasser in einen Nebenstrom 5 durch eine Wärmepumpe 6 und wird
dort aufgeheizt. Das selbstregulierende Drosselventil 7 ist im Hauptstrom 8 nach
der Abzweigung 4 angeordnet und erzeugt einen konstanten Staudruck, so daß die Strõmungsgeschwindigkeit
in der Nebenleitung ständig konstant ist.
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In Figur 2 ist 9 das Gehäuse eines an sich bekannten Freiflußventil.s
mit sei-
Selbstregulierendes Drosselventil ( 1636 ) nem Ventilsitz
10, durch das Schwimmbeckenwasser in Strömungsrichtung 3 fließt. Der in Schrägstellung
eingeführte Drosselkörper 11 wird von einer Schraubendruckfeder 12 in Richtung auf
den Ventilsitz 10 gedrückt. Er ist ferner durch den Faltenbalg 13 gegen die Atmosphäre
abgedicntet. Entsprechend dem Staudruck in St@@@@srichtung 3 vor dem Ventilsitz
10 wird der Drosselkörper 11 nach oben bzw unten gedrückt, so daß die Offnung 14
sich vergrößert bzw. verkleiner' und mehr od2r weniger Wasser abfließt. Damit wird
ein konstanter Staudruck vor dem Ventilsitz 10 einreguliert, und Schwimmbeckenwasser
fließt mit konstanter Stromungsgeschwindigkeit durch die Nebenleitung 5. Über den
Maßstab 15 am Kopf des Drosselkörpers 11 kann der Grad der Filterverschmutzung abgelesen
werden.
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L e e r s e i t e