DE2907919C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum relativen, teils linearen, teils nicht-linearen Regulieren von wenigstens zwei Fluiden, insbesondere Heiß- und Kalt- oder Rücklaufwasser eines Zentralheizsystemes, mit einem Gehäuse mit Auslauf, einem ersten Einlauf und zugehöri­ ger Mündung sowie einem zweiten Einlauf und zugehöriger Mündung oder zwei Einläufen mit einer gemeinsamen Mün­ dung, welche Mündungen drossel- oder absperrbar sind durch ein von einer Steuereinheit beeinflußtes Regelor­ gan, dessen Steuerachse von wenigstens zwei verschiede­ nen Regelmitteln beeinflußbar ist bzw. diese beeinflußt, wovon eines ein Außengeber ist, wobei die Steuerachse in einen primären, von genanntem Außengeber beeinflußten Teil und einen sekundären, das Regelorgan direkt beein­ flussenden Teil aufgeteilt ist.

Eine Vorrichtung der genannten Art ist aus der US-PS 38 18 981 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird eine durch einen Einlauf in die Vorrichtung einströmende Flüssigkeit geregelt auf zwei Ausläufer verteilt. Als wesentlicher Nachteil dieser Vorrichtung ist anzusehen, daß eine Änderung der Reguliercharakteristik nur durch einen Austausch von im Inneren der Vorrichtung angeord­ neten Teilen möglich ist. Eine solche Änderung erfordert damit einen sehr hohen Aufwand, was in der Praxis eine flexible und schnelle Anpassung der Vorrichtung an un­ terschiedliche Gegebenheiten und Erfordernisse aus­ schließt.

Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der es möglich ist, auf einfache Art und Weise in weiten Grenzen vari­ ierbare, unterschiedliche Reguliercharakteristiken ein­ zustellen.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Steuerachsenteile über einen zwischenliegenden Hebel miteinander in Ver­ bindung stehen und daß diese Verbindung von außen ein­ stellbar ist zwecks Änderung der Relativbewegung des sekundären Steuerachsenteiles im Verhältnis zu dem pri­ mären Steuerachsenteil.

Mit der neuen Vorrichtung können durch einfaches Ver­ stellen des Hebels von außen unterschiedliche Regulier­ charakteristiken eingestellt werden, wobei der ausgehen­ de Fluidstrom in seiner Temperatur auf bis zu 1°C genau regelbar ist. Die Vorrichtung ist kostengünstig her­ stellbar, erfordert keinen elektrischen Anschluß für eien Stellmotor oder dergleichen Antrieb, ist praktisch wartungsfrei, funktionssicher und reaktionsschnell.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben, wobei weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung er­ läutert werden. Die Figuren der Zeichnung zeigen im einzelnen

Fig. 1 ein Heizungssystem mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 die Vorrichtung in einer ersten Ausführung in einem diametralen Längsschnitt,

Fig. 3 die Vorrichtung aus Fig. 2 im Schnitt entlang der Linie T-T in Fig. 2,

Fig. 4 die Vorrichtung in einer zweiten Ausführung, ebenfalls in einem diametralen Längsschnitt,

Fig. 5 die Vorrichtung aus Fig. 4 in Ansicht in Blickrichtung der Pfeile U-U in Fig. 4,

Fig. 6 die Vorrichtung in einer dritten Ausführung, ebenfalls in einem diametralen Längsschnitt und

Fig. 7 die Vorrichtung aus Fig. 6 in Ansicht in Blickrichtung der Pfeile V-V in Fig. 6.

Fig. 1 zeigt ein Heizungssystem, das mit der Vorrich­ tung gemäß Erfindung ausgestattet ist. Mit 47 ist ein Heizkessel mit einem Rücklauf für kaltes Wasser und einem Vorlauf für erhitztes Wasser bezeichnet. Das Was­ ser wird dabei durch eine Zirkulationspumpe 45 im Kreis­ lauf zu nicht dargestellten Heizkörpern oder dergleichen gefördert. Die Vorrichtung, von der in Fig. 1 das Gehäuse 14 sichtbar ist, besitzt als Anschlüsse einen ersten, mit dem Heißwasservorlauf verbundenen Einlauf 2, einen zweiten, mit dem Rücklauf verbundenen Einlauf 5 und einen Ablauf 10, durch welchen das Wasser mit einer geregelten Temperatur abfließt. Die Vorrichtung besitzt weiter in ihrem Inneren, wie an sich bekannt, ein Regel­ organ, welches das Verhältnis der Öffnungsquerschnitte der beiden Einläufe in Abhängigkeit von noch zu erläu­ ternden Parametern einstellt. Die Regelparameter sind in dem Beispiel nach Fig. 1 die Außentemperatur, die Raum­ temperatur und die Wassertemperatur im Auslauf. Die jeweilige Temperatur wird durch Sensoren 42, 43 und 44 erfaßt und über Leitungen, hier Kapillarrohre 23, an eine Steuereinheit 19 gemeldet, die der Vorrichtung zugeordnet ist. Schließlich besitzt das Heizungssystem nach Fig. 1 noch eine elektrische Steuerleitung 46, über die die Einheit 19 die Zirkulationspumpe 45 bzw. deren Tätigkeit, z. B. durch Ein- und Ausschalten, steuert.

Die Fig. 2 und 3 zeigen ein erstes Ausführungsbei­ spiel der Vorrichtung. Im unteren Teil der Fig. 2 ist der untere Teil 20 einer Steuerachse erkennbar, die mit ihrem unteren, nicht mehr sichtbaren Ende das Regelorgan (nicht dargestellt) für die Einstellung des Verhältnis­ ses der Querschnittsöffnungen der beiden Einläufe 2 und 5 betätigt. Oberhalb dieses Steuerachsenteils 20 ist ein oberer Steuerachsenteil 105 in Form eines Regelzapfens angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Möglichkeit, mittels eines zungenförmigen Hebels 104 zwischen den Steuerachsenteilen 20 und 105 bei einer gewissen gegebenen Regellänge eines mit dem Kapillarrohr 23 verbundenen Regelbalgs 24 die auf den unteren Steuer­ achsenteil 20 und somit das Regelorgan übertragene Re­ gellänge von beispielsweise in der Figur gezeigten etwa 4 mm in Lage b auf etwa 2 mm gemäß Lage c herabzusetzen oder auf etwa 8 mm gemäß Lage a heraufzusetzen. Weiter besteht hier die Möglichkeit, daß man mit Hilfe einer in die Steuerachse 20 eingesetzten und deren Regellänge beeinflussenden Heizspule 110, die einen Sensor 112 in Form eines Balgs umgibt, eine Nachtabsenkung der Tempe­ ratur durchzuführen, z. B. durch Steuerung der Heizspule über eine Zeituhr.

Auf der Seite der Steuereinheit 19 ragt von einem Gehäu­ seteil 1 der Vorrichtung ein Anschlag 102 ab, der durch eine Arretierschraube 101 in einer Gewindebohrung 100 verankert ist. Bei 103 ist das Ende des Hebels 104 mit dem Anschlag gelenkig verbunden. Der Hebel 104 besitzt eine Breite und Länge, um einen Kreisbogen 109 einzu­ schließen, der vom Achsenteil 105 beschrieben wird, so daß dieser im Bereich zwischen zwei Anschlägen 108 des Gehäuses für eine Z-förmige Konsole 106 stets Kontakt mit dem Hebel 104 hat. Eine Arretierschraube 107 ist Zentrum für den Bogen 109 und arretiert den Ansatz der Konsole 106 gegenüber dem Gehäuse in gewünschter Lage. Dies ergibt große zusätzliche Regelmöglichkeiten. Um die Anpassung beim Einjustieren noch zu vergrößern, ist die Steuereinheit 19 mit einem Friktionsgewinde bei 22 ver­ sehen. Die verschiedenen Regellängen der Steuerachse mit den Achsenteilen 20 und 105 werden durch die Abstände a, b und c an der Spitze des beweglichen Hebels 104 sowie durch entsprechende Lagen a, b und c des Achsenteils 105 gegenüber dem Hebel 104 illustriert.

Bei Temperatursenkung durch eine Heizspule 110 erhält deren Wicklung 111 Strom über beispielsweise eine Zeit­ uhr (nicht gezeigt) über Leitungen 115. Diese Wärme wei­ tet einen eingeschlossenen Sensor 112 um eine gewisse kalibrierte Länge. Ein von diesem Sensor 112 abragender Regelzapfen 113 liegt in Flucht mit dem Achsenteil 20 an dem Hebel 104 an, der seinerseits vom Balg 24 über den Achsenteil 105 in Lage gehalten wird. Die Verschiebung wird über einen Anschlag 114 vom Sensor 112 auf einen Anschlag 20 a der Steuerachse 20 übertragen. Ein Kontakt­ halten geschieht mit Hilfe der Druckfeder 24 a, die teil­ weise in einer Ausbohrung 99 eines Endpfropfens 33 an­ geordnet ist. Das Regelorgan kann somit zum Drosseln oder Schließen des Heißwasserflusses beeinflußt werden. Eine Temperatursenkung von etwa 20°C des ausgehenden Wassers ist geeignet, um bei ±0°C Außentemperatur ein Senken der Raumtemperatur um 2°C während der Nacht zu bewirken. Zu einem geeigneten Zeitpunkt wird dann der Strom zur Heizspule 110 unterbrochen und im Laufe des Abkühlens des Sensors 112 geht das System allmählich zur "Tagestemperatur" zurück, ohne daß irgendwelche extra Mittel oder Maßnahmen erforderlich sind, was bei konven­ tionellen Systemen gewöhnlich ist, die Nachtabsenkung haben. Eine weitere Variante der Nachtabsenkung besteht darin, daß der Innensensor 41 gemäß Fig. 1 mit einer geeigneten kalibrierten Heizspule versehen wird, um so den Balg 24 über das Kapillarrohr 23 direkt zu beein­ flussen. Auch kann der Balg 24 selbst mit einer Heiz­ spule 110 versehen sein, um die gleiche Wirkung zu ergeben. Der Effekt zu 110-112 kann auch durch Poten­ tiometer innerhalb von beispielsweise 0-+30°C gemäß Skala gewählt werden.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform, wo die Regellänge der Steuerachse 20 dadurch beeinflußbar ist, daß die Steuereinheit 19 über einen Langschlitz 119 verschiebbar ist, der im Oberbereich eines im Quer­ schnitt beispielsweise vierkantigen, hohlen Halters 118 angeordnet ist, welcher seinerseits auf dem Gehäuse 1 durch eine Schraube 101 arretiert ist.

Der Hebel 104 ist auf einem Splint 129 gelagert, der in Löcher 128 des Halters 118 eingepreßt ist und seitlich durch Distanzrohre 121 geführt ist. Diese Komponenten bilden hier ein Scharnier 103.

Der Schlitz 119 wird von seinen Enden als Anschläge 108 begrenzt. Zum Fortbewegen der Steuereinheit 19 wird ein Friktionsring 116 gelockert, der ein Gewinde entspre­ chend der Bohrung 22 besitzt. Auf der Unterseite des Halters befindet sich eine rechteckförmige Scheibe 117, die mit entsprechendem Gewinde versehen ist und in Längsrichtung des Schlitzes 119 zwischen den Halterwan­ dungen läuft. In gewünschter Lage im Schlitz und bei gewünschter Höhenlage des Achsenteils 105 gegenüber dem Hebel 104 wird der Ring 116 gegenüber dem Halter 118 mit der Scheibe 117 als Gegenstück in Kontakt damit angezo­ gen. 120 ist ein Loch im Halter für die Steuerachse 20, die hier über das Regelorgan durch eine dort angeordnete Rückstellfeder (nicht gezeigt) eine Rückstellkraft er­ fährt.

In der einen Wand des Halters 118 ist ein Grenzlagen­ schlitz 126 angeordnet, der von seinen Enden als An­ schläge 127 begrenzt wird. In diesem Schlitz ist heb- und senkbar ein Grenzlagenbolzen 122 angeordnet, dessen im Halter befindlicher Teil im Durchmesser größer ist als die Weite des Schlitzes 126, und der so lang ist, daß er den Hebel 104 in jeder Lage übergreift.

Der äußere Teil 123 des Bolzens 122 zeigt ein Gewinde und ist mit einer Scheibe 124 sowie einer Arretiermutter 125 versehen. Dadurch daß der Bolzen 122 z. B. die Maximaltemperatur in jeder Lage der Steuereinheit 19 beeinflussen kann, kann man beispielsweise den Rückgang des Hebels 104 beschneiden oder verhindern und damit die ausgehende Wassertemperatur auf ein geeignetes Niveau begrenzen und Übertemperaturen wirksam verhindern sowie eine gewisse Maximalentnahme zu beschränken und den Kalt- oder Heißwasserfluß durch den Bolzen 122 in der betreffenden Endlage völlig abzusperren. Ein anderer nicht unwesentlicher Vorteil besteht darin, daß bei Fehlern in den Teilen 24-23-42-43 eine reine manuelle Einstellung geschehen kann. Die Regelmöglichkeiten sind die gleichen wie in Fig. 2 und 3, abgesehen von der Nachabsenkung, die natürlich auch hier vorgesehen sein kann. Alle einstellbaren Teile können mit nicht gezeig­ ten Skalen versehen sein.

Gemäß Fig. 6 und 7 ist die Regellänge der Steuerachse 20 negativ beeinflußbar, d. h. von beispielsweise 4 mm auf 2 mm. Der Halter 118 beherbergt alle Teile zur Rege­ lung in einer Richtung. Die hier gezeigte Arbeitsweise ist etwas anders dadurch, daß eine Einstellfahne 133 mit ihrer Spitze 134 unter den Hebel 104 stufenlos verscho­ ben werden kann. Dies geschieht mit Hilfe eines Hebels 131, dessen eines Ende in der Halterwand bei 135 gelen­ kig gelagert ist, und der etwa in der Mitte mit der Fahne 133 bei 132 gelenkig verbunden ist. Der Hebel 131 kann über den Schlitz zwischen den Endlagen 108 bewegt werden. In einer Lage gemäß Fig. 6 wird die maximale Regellänge des Balges 24 und Achsenteils 105 ausgenutzt, während die strichpunktierten Teile 136 eine minimale Regellänge zeigen, d. h. die Spitze 134 preßt den Hebel 104 mit dem benachbarten Steuerachsenende als Stütze nach oben und der Hebel 104 seinerseits den Achsenteil 105 an, so daß die Teile 20 und 105 voneinander distan­ ziert werden. 130 bezeichnet ein Befestigungsauge zum Festsetzen des Halters am Gehäuse.

Da die Steuereinheit 19 in der Höhenlage einstellbar ist, besitzt sie eine Justiervorrichtung. Die Einstel­ lung läßt sich mit einfachen Mitteln positiv gestalten, d. h. um die Regellänge der Steuerachse von beispiels­ weise 4 auf 8 mm zu steigern, wobei die Teile 19 und 20 im Prinzip gegeneinander ausgetauscht werden.

Der Balg 24 kann in gewissen Fällen mit einem besonderen Anschlag zusammenwirken (nicht gezeigt) und die Teile 110-112 können insofern mit kalibriertem Gewinde ju­ stiert werden, um Ausschläge zwischen z. B. 0 + 30°C gemäß Skala zu geben, abhängig von der gewünschten Nachtabsenkung oder dergleichen.

Wie die Ausführungsbeispiele zeigen, kann mit der vor­ liegenden Erfindung auch ein so verhältnismäßig einfa­ ches Regelsystem mit einem linear wirkenden Sensor einen Umfang von Regelkombinationen erhalten, die neben der gezeigten Nachtsenkung mit allen komplizierten und auf­ wendigen konventionellen Systemen mit ähnlichen Möglich­ keiten vergleichbar sind.

Durch ihre einfache Konzeption sind die gezeigten und beschriebenen Vorrichtungen gemäß der Erfindung billig herzustellen und erfüllen gleichzeitig in ihrer Funktion sehr hohe Anforderungen an Sicherheit und Anpassungs­ fähigkeit.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum relativen, teils linearen, teils nicht-linearen Regulieren von wenigstens zwei Flui­ den, insbesondere Heiß- und Kalt- oder Rücklaufwasser eines Zentralheizsystemes, mit einem Gehäuse mit Auslauf, einem ersten Einlauf und zugehöriger Mündung sowie einem zweiten Einlauf und zugehöriger Mündung oder zwei Einläufen mit einer gemeinsamen Mündung, welche Mündungen drossel- oder absperrbar sind durch ein von einer Steuereinheit beeinflußtes Regelorgan, dessen Steuerachse von wenigstens zwei verschiedenen Regelmitteln beeinflußbar ist bzw. diese beeinflußt, wovon eines ein Außengeber ist, wobei die Steuerachse in einen primären, von genanntem Außengeber beein­ flußten Teil und einen sekundären, das Regelorgan direkt beeinflussenden Teil aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerachsenteile (20, 105) über einen zwischenliegenden Hebel (104) miteinander in Verbindung stehen, und daß diese Ver­ bindung von außen einstellbar ist zwecks Änderung der Relativbewegung des sekundären Steuerachsenteiles (20) im Verhältnis zu dem primären Steuerachsenteil (105).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (19) einen den primären Steuer­ achsenteil (105) beeinflussenden Balg (24) besitzt, welcher von einem Außen- oder Freiluftgeber (42) und/oder einem Innen- oder Raumgeber (43) und/oder einem Geber (44) im Auslauf (18) beeinflußbar ist, und welcher im Verhältnis zum Gehäuse (1) über eine Gewindebohrung (22) für die Steuereinheit (19) und/ oder eine in der Steuereinheit (19) angeordnete Ein­ stellschraube axial verschiebbar und justierbar an­ geordnet ist.

3. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (19) getragen ist von entweder einer Konsole (106), welche im Verhältnis zum Gehäuse (1) und damit dem Hebel (104) verschiebbar, vorzugsweise schwenkbar angeord­ net ist, oder von einem Halter (118), welcher mit einem Langloch (119) vesehen ist, entlang von wel­ chem die Steuereinheit (19) mit ihrem Steuerachsen­ teil in Form eines Steuerzapfens (105) verschiebbar ist, wobei vorzugsweise ein in einem Schlitz (126) im Halter angeordneter Bolzen (122) zum Festlegen der Maximal- bzw. Minimallagen des Hebels (104) und damit der Steuerachse (20) und des Regelorganes (9) vorge­ sehen ist.

4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstellfahne (133) mit einer Spitze (134) stufenlos unter den Hebel (104) einschiebbar angeordnet ist, vorzugsweise mit Hilfe eines Hebels (131), dessen eines Ende an der Halterwand schwenkbar angelenkt ist, und der etwa in der Mitte mit der Stellfahne (133) gelenkig ver­ bunden ist und entlang dem Schlitz (119) im Halter zwischen Grenzlagen (108) bewegbar ist, wobei am Hebel (104) einer der Steuerachsenteile (105; 20) und an der Einstellfahne (133) der andere Steuerachsen­ teil (20; 105) anliegt und die Einstellfahne (133) und der Hebel (104) aneinander eben oder im Winkel anliegen, um auf diese Weise in variables Distanzie­ rungsmittel für die Steuerachsenteile (20, 105) zu bilden.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine das Regelorgan (9) beeinflussende elektrische Heizspule (110), welche den Balg (24) umschließt und diesen erwärmen und ausdehnen kann, oder gekennzeichnet durch eine solche Heizspule (110) und einen zugehörigen Sensor (112) mit Längenvariationsvermögen, welche in Serienwirkung mit dem Regelbalg (24), dem primären Steuerachsenteil (105), dem dazwischenliegenden Hebel (104) und dem sekundären Steuerachsenteil (20) angeordnet sind, wobei der elektrische Strom über beispielsweise eine Zeituhr zu vorbestimmten Zeitpunkten ein- bzw. aus­ schaltbar ist.

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einläufe (2, 5) seitlich gegeneinander verschoben und/oder in ver­ schiedene Richtungen geneigt sind, um den eingespei­ sten Fluidströmen eine Dreh- oder Spiralbewegung beizubringen.