DE2756582A1 - Flow rate regulator with diaphragm actuator - has chambers with solenoid valves for regulation of room heating system - Google Patents

Flow rate regulator with diaphragm actuator - has chambers with solenoid valves for regulation of room heating system

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DE2756582A1 DE19772756582 DE2756582A DE2756582A1 DE 2756582 A1 DE2756582 A1 DE 2756582A1 DE 19772756582 DE19772756582 DE 19772756582 DE 2756582 A DE2756582 A DE 2756582A DE 2756582 A1 DE2756582 A1 DE 2756582A1
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1015—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves

Abstract

The flow rate varying regulator valve has diaphragm actuator. This diaphragm separates chambers charged with pressurised fluid. the compact arrangement is independent of compressed air mains. Each chamber (9, 10) has outlet openings (11, 12) with pipelines (13, 14) and solenoid valves (16, 17) connected in turn to main pipeline (1) downstream of regulator valve (2). Outlet openings (18, 19) of a chamber (10) not connected to the main pipeline are connected by another valve (23) to a chamber at pressure lower than in the main pipeline.

Description

Anordnung zur Änderung des Mengen- Order to change the quantity

stromes eines strömenden Mediums mit Hilfe eines Regulierventils Die Erfindung bezieht sich auf eine im Oberbegriff des Hsuptanspruchs näher bezeichnete Anordnung. flow of a flowing medium with the help of a regulating valve The invention relates to one described in more detail in the preamble of the main claim Arrangement.

Bekannt ist eine Anordnung dieser Art, bei der das Steuerorgan von einer Membrandose gebildet ist, deren die bewegliche Wand bildende elastische Membran durch Einspeisung von Druckluft in eine der Kammern beaufschlagt wird, wobei die Durchbiegung der Membran über ein Gestänge auf das Regulierventil wirkt und dessen Durchflußöffnung verkleinert (vgl. z.B. W. Oppelt: Kleines Handbuch technischer Regelvorgänge, Verlag Chemie, Weinheim, 4. Auflage 1967, Seite 254, 255). Die Rückstellkraft, also zur Vergrößerung der Durchflußöffnung, liefert eine in der anderen Kammer befindliche Feder.An arrangement of this type is known in which the control member of a diaphragm box is formed, the movable wall forming the elastic membrane is acted upon by feeding compressed air into one of the chambers, the Deflection of the membrane via a linkage acts on the regulating valve and its Reduced flow opening (see e.g. W. Oppelt: Kleines Handbuch technical Regulatory processes, Verlag Chemie, Weinheim, 4th edition 1967, page 254, 255). The restoring force, so to enlarge the flow opening, supplies one located in the other chamber Feather.

Diese bekannte Anordnung ist bei relativ großen Druckdifferenzen zwischen dem Druck in der Hauptleitung und dem Speisedruck zur Steuerung der Membran insofern unbefriedigend, als die Membran im Durchmesser sehr groß dimensioniert werden müßte, um die zur Verstellung des Regulierventils erforderliche Kraft aufzubringen.This known arrangement is at relatively large pressure differences between the pressure in the main line and the feed pressure for controlling the membrane in this respect unsatisfactory, as the diaphragm would have to be dimensioned very large in diameter, to apply the force required to adjust the regulating valve.

Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die Druckluft zur Beaufschlagung der Membran einem separaten Netz entnommen werden muß.Another disadvantage is that the compressed air has to be applied the membrane must be taken from a separate network.

Demzufolge besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die bekannte Anordnung dahingehend zu verbessern, daß sie unabhängig von einem vorhandenen separaten Druckluftnetz einsetzbar ist und dabei klein baut.Accordingly, the object of the invention is the known arrangement to the effect that they are independent of an existing separate compressed air network can be used and is small in size.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs genannten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing part of the main claim mentioned features solved.

Als Regulierventil im Sinne der Erfindung kommen alle kontinuierlich oder in Stufen verstellbare Abstellmittel wie Ventile, Klappen, Schieber oder ähnliches in Frage.As a regulating valve within the meaning of the invention, they all come continuously or shut-off means that can be adjusted in stages, such as valves, flaps, slides or the like in question.

Die erfindungsgemäße Anordnung eignet sich zur Änderung des Mengenstromes sowohl eines gasförmigen Mediums als auch einer Flüssigkeit.The arrangement according to the invention is suitable for changing the mass flow both a gaseous medium and a liquid.

Dabei hat die Verwendung einer Flüssigkeit als strömendes Medium den Vorteil, daß geringe Druckschwankungen innerhalb des Steuerorgans wegen der Inkompressibilität der Flüssigkeit praktisch keine Auswirkungen auf das Regulierventil im Sinne einer Verstellung der Durchlaßöffnung haben. Eine einmal vorgenommene Einstellung ist also recht stabil.The use of a liquid as the flowing medium has the Advantage that small pressure fluctuations within the control member because of the incompressibility the liquid has practically no effect on the regulating valve in terms of a Have adjustment of the passage opening. A setting made once is so quite stable.

Das Steuer organ kann wie bei der bekannten Anordnung auch hier als Membrandose ausgebildet sein. Für viele Anwendungsfälle wird es jedoch zweckmäßiger sein, wenn als Steuerorgan ein Kolben, Kolbenstange und Zylinder enthaltender Steuerzylinder dient, wobei der Kolben die bewegliche Wand bildet.The control organ can as in the known arrangement here as well Be designed diaphragm box. For many applications, however, it becomes more convenient if the control element is a control cylinder containing a piston, piston rod and cylinder serves, with the piston forming the movable wall.

Zweckmäßigerweise sind die Absperrorgane und die weiteren Absperrorgane von elektrisch zu betätigenden Magnetventilen gebildet. Ihre Betätigung wird dadurch wesentlich erleichtert und ist insbesondere auch über größere Entfernungen problemlos zu bewerkstelligen.The shut-off elements and the further shut-off elements are expedient formed by electrically operated solenoid valves. Your operation will thereby much easier and is problem-free, especially over long distances to accomplish.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können in die Steuerleitungen Drosseln eingebaut sein, mit denen die Öffnungs- bzw. Schließgeschwindigkeit desRegulierventils variiert werden kann.In a further embodiment of the invention, the control lines Throttles should be installed with which the opening and closing speed of the regulating valve can be varied.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann in einfacher Weise dadurch zu einer selbsttätigen Regeleinrichtung ausgebaut werden, daß das Steuerorgan in Abhängigkeit von der Regelabweichung einer Führungsgröße beaufschlagt ist und die Betätigungssignale für die Absperrorgane und die weiteren Absperrorgane aus der Regelabweichung gewonnen sind. Als Führungsgröße kann beispielsweise die Temperatur eines zu beheizenden Raumes dienen.The arrangement according to the invention can thereby be increased in a simple manner an automatic control device can be expanded that the control member as a function is acted upon by the control deviation of a reference variable and the actuation signals for the shut-off devices and the other shut-off devices obtained from the control deviation are. As a reference variable, for example, the temperature of a to be heated Serve space.

Beispielsweise durch den Einbau eines elektrischen Kontaktmanometers kann die hier beschriebene Anordnung auch als Druckminderer verwendet werden.For example, by installing an electrical contact manometer the arrangement described here can also be used as a pressure reducer.

Als weiterer Vorteil gegenüber dem Stand der Technik soll noch darauf hingewiesen werden, daß die erfindungsgemäße Anordnung auch bei geringsten Druckdifferenzen einwandfrei arbeitet.Another advantage over the prior art should be added it should be pointed out that the arrangement according to the invention even with the slightest pressure differences works flawlessly.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigt schematisch die Leitungsanordnung mit den zugehörigen Absperrorganen und einem Steuerorgan für eine Heißwasserversorgung.The invention is illustrated below with the aid of one in the drawing Embodiment explained in more detail. The figure shows schematically the line arrangement with the associated shut-off devices and a control device for a hot water supply.

In der Vorlaufleitung 1 strömt - von links aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter kommend - unter hohem Druck (ca.18 Bar) stehendes Heißwasser durch das Regulierventil 2 zu einem ebenfalls nicht gezeichneten Verbraucher, wird dort unter Wärmeabgabe entspannt und fließt von da mit wesentlich niedrigerem Druck (ca. 8 Bar) durch die Rücklaufleitung 3 zurück in den Vorratsbehälter, wo es wieder aufgeheizt wird. Das Regulierventil 2 wird von dem Steuerzylinder 4 betätigt, der im wesentlichen aus dem Zylinder 5, dem Kolben 6 und der Kolbenstange 7 besteht. Die Kolbenstange 7 steht über das Gestänge 8 mit dem Regulierventil 2 in Verbindung. Der Kolben 6 unterteilt den Innenraum des Zylinders 5 in die erste Kammer 9 und die zweite Kammer 10. Er muß natürlich so bemessen sein, daß die von ihm ausgehende Kraft größer ist als die auf das Regulierventil wirkende Kraft, d. h. er muß im Durchmesser größer sein als - bei Verwendung eines Kegelventils für das Regulierventil - der wirksame Durchmesser des Ventilkegels.In the flow line 1 flows - from the left from a not shown Storage tank coming - hot water under high pressure (about 18 bar) through the regulating valve 2 becomes a consumer, also not shown, there relaxes under heat release and flows from there with significantly lower pressure (approx. 8 bar) through the return line 3 back into the storage tank, where it is heated up again will. The regulating valve 2 is actuated by the control cylinder 4, which is essentially consists of the cylinder 5, the piston 6 and the piston rod 7. The piston rod 7 is connected to the regulating valve 2 via the linkage 8. The piston 6 divides the interior of the cylinder 5 into the first chamber 9 and the second chamber 10. It must of course be measured in such a way that the power emanating from it is greater as the force acting on the regulator valve, d. H. it must be larger in diameter than - when using a cone valve for the regulating valve - the effective diameter of the valve cone.

Die Kammern 9 und 10 haben je eine Eintrittsöffnung 11 und 12, die jeweils über Steuerleitungen 13, 14 in dem rechts vom Regulierventil 2 liegenden Bereich 15 mit der Vorlaufleitung 1 verbunden sind. In die Steuerleitungen 13, 14 sind elektrisch zu betätigende Magnetventile 16, 17 eingebaut.The chambers 9 and 10 each have an inlet opening 11 and 12, the each via control lines 13, 14 in the one lying to the right of the regulating valve 2 Area 15 are connected to the flow line 1. In the control lines 13, 14 Electrically operated solenoid valves 16, 17 are installed.

Die Kammern 9 und 10 haben auch je eine Austrittsöffnung 18, 19, die wiederum jeweils über Steuerleitungen 20, 21 mit der Rücklaufleitung 3 verbunden sind. In die Steuerleitungen 20, 21 sind Magnetventile 22, 23 und Drosseln 24, 25 eingebaut.The chambers 9 and 10 each have an outlet opening 18, 19, which in turn each connected to the return line 3 via control lines 20, 21 are. Solenoid valves 22, 23 and throttles 24, 25 are in the control lines 20, 21 built-in.

Die Magnetventile sind so geschaltet, daß sie paarweise zusammenarbeiten, und zwar das Magnetventil 16 mit dem Magnetventil 23 und das Magnetventil 17 mit dem Magnetventil 22. Die Magnetventile werden nur im Bedarfsfalle geöffnet und dann nur paarweise, d.h. wenn die Ventile 16 und 23 geöffnet werden, bleiben die Ventile 17 und 22 geschlossen und wenn umgekehrt die Ventile 17 und 22 geöffnet werden, bleiben die Ventile 16 und 23 geschlossen. In der Zeichnung sind die Ventile 16 und 23 in Offenstellung und die Ventile 17 und 22 in Sperrstellung dargestellt.The solenoid valves are switched in such a way that they work together in pairs, namely the solenoid valve 16 with the solenoid valve 23 and the solenoid valve 17 with the solenoid valve 22. The solenoid valves are only opened when necessary and then only in pairs, i.e. when valves 16 and 23 are opened, the valves remain 17 and 22 closed and if, conversely, the valves 17 and 22 are opened, the valves 16 and 23 remain closed. In the drawing, the valves are 16 and 23 in the open position and the valves 17 and 22 in the blocked position.

Alle Magnetventile sind über elektrische Leitungen 26 und 29 mit einem nichtgezeichneten Thermostaten verbunden, von dem sie letztlich ihre Stellsignale erhalten.All solenoid valves are via electrical lines 26 and 29 with a connected thermostat, not shown, from which they ultimately receive their control signals obtain.

Es sei angenommen, daß mit dem die Vorlaufleitung 1 durchströmenden Heißwasser eine bestimmte Raumtemperatur aufrechterhalten werden soll. Wird der SoL-Wert der Raumtemperatur durch äußere Einflüsse unterschritten, beispielsweise durch Absinken der Außentemperatur, so kann der Wärmeverlust in dem Raum durch eine Erhöhung der Wasserdurchlaufmenge kompensiert werden. Umgekehrt muß der Heißwasserdurchsatz verringert werden, wenn der Ist-Wert der Raumtemperatur den Soll-Wert übersteigt. Die Raumtemperatur wird also ständig kontrolliert und mit dem Soll-Wert verglichen.It is assumed that with the flow line 1 flowing through Hot water should be maintained at a certain room temperature. Will the SoL value of the room temperature fell below due to external influences, for example by lowering the outside temperature, the heat loss in the room by a Increase in the water flow rate can be compensated. Conversely, the hot water throughput must be reduced if the actual value of the room temperature exceeds the target value. The room temperature is therefore constantly monitored and compared with the target value.

Bei vorhandener Regelabweichung werden entsprechende Stellsignale von dem Thermostaten an die Magnetventile weitergeleitet.If there is a control deviation, corresponding control signals are sent forwarded by the thermostat to the solenoid valves.

Die in der Zeichnung gezeigte Stellung der einzelnen Magnetventile entspricht einem Betriebszustand, in dem der Ist-Wert der Raumtemperatur unterhalb des Soll-Wertes liegt; zum Ausgleich der Temperaturdifferenz wurde also der Befehl "Mengenstrom vergrößern" gegeben, woraufhin die Magnetventile 16 und 23 geöffnet wurden.The position of the individual solenoid valves shown in the drawing corresponds to an operating state in which the actual value of the room temperature is below the target value is located; the command was used to compensate for the temperature difference "Increase mass flow" given, whereupon the solenoid valves 16 and 23 open became.

Infolge des eo hergestellten Druckgefälles zwischen den Kammern 9 und 10 wird der Kolben 6 nun im Sinne einer sich verkleinernden Kammer 10 verschoben. Diese Bewegung wird über die Kolbenstange 7 und das Gestänge 8 direkt auf das Regulierventil 2 übertragen, und zwar in der Weise, daß der freie Durchfluß querschnitt vergrößert wird.As a result of the pressure gradient established between the chambers 9 and 10 the piston 6 is now displaced in the sense of a decreasing chamber 10. This movement is transmitted directly to the regulating valve via the piston rod 7 and the linkage 8 2 transferred, in such a way that the free flow increases cross-section will.

Nachdem die Magnetventile 16 und 23 wieder geschlossen sind, stabilisiert sich der Mengenstrom, der die Raumtemperatur - bei ansonsten unveränderten Randbedingungen - jetzt ansteigen läßt.After the solenoid valves 16 and 23 are closed again, stabilized the mass flow, which the room temperature - with otherwise unchanged boundary conditions - can now increase.

Eine Kontrolle der neuen, erhöhten Raumtemperatur entscheidet darüber, ob der Soll-Wert erreicht ist (in diesem Fall ergeht kein neuer Stellbefehl), ob er noch nicht erreicht ist (dann ergeht ein neuer Stellbefehl, der die Magnetventile 16 und 23 noch mals für eine bestimmte Zeit öffnet) oder ob er überschritten wurde (dann wird ein Stellsignal an die Magnetventile 17 und 22 weitergeleitet, woraufhin diese für einen Augenblick geöffnet werden, mit der Folge, daß sich der freie Querschnitt des Regulierventils 2 verringert).A check of the new, increased room temperature will decide whether the target value has been reached (in this case no new control command is issued), whether it has not yet been reached (then a new control command is issued that controls the solenoid valves 16 and 23 opens again for a certain time) or whether it has been exceeded (Then a control signal is passed on to the solenoid valves 17 and 22, whereupon these are opened for a moment, with the result that the free cross-section of regulating valve 2).

Die Verstellgeschwindigkeit des Regulierventils 2 kann über die Drosseln 24, 25 beeinflußt werden.The adjustment speed of the regulating valve 2 can be adjusted via the throttles 24, 25 can be influenced.

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Claims (6)

ANSPRUCHE Anordnung zur Änderung des Mengen stromes eines in einer Hauptleitung strömenden Mediums mit Hilfe eines in der Hauptleitung eingebauten Regulierventils, das von einem zwei durch eine bewegliche Wand getrennte Kammern enthaltenden, druckmittelbeaufschlagten Steuerorgan angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kammer (9, 10) mit einer Eintrittsöffnung (11, 12) und einer Austrittsöffnung (18, 19) für das Druckmittel versehen ist und daß die beiden Eintrittsöffnungen (11, 12) über Absperrorgane (16, 17) enthaltende Steuerleitungen (13, 14) wechselweise mit einem in Strömungsrichtung hinter dem Regulier-(2) ventil liegenden Bereich (15) der Hauptleitung (1) verbindbar sind, während die Austrittsöffnung (19) der Jeweils nicht mit der Hauptleitung (1) verbundenen Kammer (10) über ein weiteres Absperrorgan (23) mit einem Raum (3) niedrigeren Druckes als in der Hauptleitung (1) verbunden ist.CLAIMS Arrangement for changing the mass flow one in one Main line flowing medium with the help of a built-in in the main line Regulating valve consisting of two chambers separated by a movable wall containing, pressurized control member is controlled, characterized in that, that each chamber (9, 10) with an inlet opening (11, 12) and an outlet opening (18, 19) is provided for the pressure medium and that the two inlet openings (11, 12) alternately via control lines (13, 14) containing shut-off devices (16, 17) with an area downstream of the regulating valve (2) in the direction of flow (15) of the main line (1) can be connected, while the outlet opening (19) of the Each chamber (10) not connected to the main line (1) has another chamber Shut-off element (23) with a space (3) lower pressure than in the main line (1) is connected. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Medium eine Flüssigkeit verwendet wird. 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the medium a liquid is used. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerorgan ein Kolben (6), Kolbenstange (7) und Zylinder (5) enthaltender Steuerzylinder (4) dient, wobei der Kolben (6) die bewegliche Wand bildet.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that as Control element control cylinder containing a piston (6), piston rod (7) and cylinder (5) (4) is used, the piston (6) forming the movable wall. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrorgane und die weiteren Absperrorgane von elektrisch zu betätigenden Magnetventilen (16, 17, 22, 23) gebildet sind.4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the shut-off devices and the other shut-off devices of electric to be operated solenoid valves (16, 17, 22, 23) are formed. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Steuerleitungen (20,21) Drosseln (24, 25) eingebaut sind.5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that that throttles (24, 25) are built into the control lines (20, 21). 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan in Abhängigkeit von der Regelabweichung einer Führungsgröße beaufschlagt ist und die Betätigungssignale für die Absperrorgane (16, 17) und die weiteren Absperrorgane (22, 23) aus der Regelabweichung gewonnen sind.6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the control unit is dependent on the control deviation of a reference variable is acted upon and the actuation signals for the shut-off devices (16, 17) and the further shut-off elements (22, 23) are obtained from the control deviation.
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