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Mehrwage-Schiberventil
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Die Erfindung bezieht sich auf ein der gattung des Patentanspuchs
1 entsprechendes Mehrwege-Schieberventil.
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Solche Schieberventils wurden beispielsweise in Zentralheizungssystamen
verwendet, um den einzelnen Radiatoren das Vorlaufwasser stats mit einem so niedrigen
Temperaturniveau zuführen zu können, wie es gerade zugelassen werden kann, damit
auf diese l-teise eilse möglichst wirtschaftliche und energiesparende Betriebsweise
erzielt wir. Indessen ist die Erfindung nicht auf eine solche spezielle Anwendung
eingeschränkt und kann auch für andere Zwecke eingesetzt werden, beispielsweise
dort, wo es erforderlich ist, eine Aulaufleitung wahlweise mit einer bestimmten
von mehreren Ablaufleitungen zu verbinden, wobei die Umschaltung des Schieberventil
beispielsweise in Abhängigkeit von der Temperatur des ---assers oder einer anderen
Flüssigkeit in der 3ulaufleitung erfolgen kann.
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Der Erfindung lieaL die Aufgabe zugrunde, das der Gattung des Patentanspruchs
1 entsprechende Schieberventil insbesondere im sinne einer einfachen und zuverlässigen
Funktion weiter zu vervollkommnen.
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Die gestellte Auf gabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 wiedergegebene Lehre gelöst.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung dem erfindungs ist in @@@ einzigen
Unteranspruch gekennzeichnet.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise verauschaulicht;
es zeigen: Fig. 1 und 2 eine Ausführungsform des Schieberventils in einer axialen
Längschnitt (jeweils in einer nostellung und einer mittleren Stellung des Ventilschiebers);
Fig. 3 dasselbe Schieberventil in einer Querschnitt nach der Linie III-III der Fig.
2; Fig. 4 eine Schemadarstellung einer Zentralheizungsanlage, daren Wasserkreislauf
in seiner Wassertemperatur über ein erfindungsgemäßes Schieberventil beeinflüßbar
ist.
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Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Mehrwege-Schieberventil weist
ein einerseits offenes zylindrisches Gehäuse 1 auf, das von einem Mantelrohr 2 umgeben
und an seinem offenen Ende durch einen Deckel 2a abgeschlossen ist. Im gehäuse 1
ist ein ebenfalls zylindrischer Ventilschieber 3 längsverchiebbar.
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Das Mantelrohr 2 ist mit einer Anzahl entlang einer Erzeugenden in
gleichem gegenseitigen Abstand aufeinanderfolgender gleich grosser Öffnungen 5,
6, 7, 8 und 9 versehen, an die einwärts jeweils eine im Querschnitt konisch verjüngte
äußere Ringnute 10 bzw. 11, 12, 13 und 14 anschließt. Wie aus Fig. 3 für die Ringnute
11 ersichtlich ist, führen aus jeder Ringnute eine Anzahl entlang deren Umfang verteilter
Bohrungen 15 bzw. 16, 17, 18 und 19 in das Gehäuse 1 hinein. Dabei bildet gemäß
dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Öffnung 9 mit der Ringnute 14 den Auslaß
des Schieberventils, während alle übrigen Öffnungen 5 bis 8 nebst zugeordneten Ringnuten
10 bis 13 Einlässe bilden, die in nachstehend noch beschriebener Weise durch eine
entsprechende in Stellung des Ventilschiebers 3 wahlweise mit der den Auslaß bildenden
Öffnung 9 verbunden werden können.
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Der Ventilschieber 3 ist rohrförmig hohl und an seinem dem Deckel
2a abgelegenen Ende mit einer das Gehäuse 1 nach außen
durchsetzenden
Betätigungsstange 4 verbunden, die ihrerseits von c-ine üblichen, nicht dargestellten
Stellmotor her verschiebbar sein kann. Beispielsweise kann der Stellmotor von einem
Regelsystem her so steuerbar sein, daß den einzelnen Radiatoren eines Zentralheizungssystems
stets Vorlaufwasser einer geeigneten Temperatur zugeführt wird.
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In seinem der betätigungsstange 4 zugekehrten Endbereich ist der
Ventilschieber 3 mit einer änderen flinqnute 20 versehen, Jiie so breit ist, daß
sie ei der in Fig. 1 dargestellten unteren Endstellung des Ventilschiebers 3 gerade
die beiden axial benachbarten Reihen von Rollrungen 18 und 19 des Gehäuses 1 und
damit die einlaßseitige Öffnung 6 in der in Fig. 1 strichpunktiert angedeuteten
Weise mit der auslaßseitigen Öffnung 8 des Ventils verbindet.
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Oberhalb der Ringnete 20 ist der ventilschiber 3 gemäß den Fig.
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1 bis 3 axial aufeinanderfolgend mit frei Feilen von entlang seinem
Umfang verteilen Bohrungen 21, 22 und 23 versehen, deren Durchmesser der Durchmesser
der Bohrungen 15 bis 18 gleicht. Ausserdem ist der gegenseitige Abstand der Bohrungen
21, 22 und 23 voneinander und von der Eingnute 20 gerate un einen Rohrungsdurchmesser
dieser Bohrungen kleiner als der axiale Abstand der Bohrungen 15 bis 19 im Geliäuse
1. Auf diese Weise kann der Hohlraum 24 des Ventilschiebers 3 sei dessen schrittweiser
Verschiebung aus seiner in Fig. 1 dargestellten unteren Endstellung nach oben um
jeweils eine Durchmesserlänge der Bohrungen aufeinanderfolgend über die Bohrungen
17 bzw. 18 (vgl. Fig. 2 und 3) und 13 des Gehäuses 1 mit den einlaßseitigen Anschluß
7 bzw. 8 und schließlich 5 verbunden werden.
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An seinem der Betätigungsstange 4 zugekehrten Ende bildet der Ventilscheiber
3 zugleich einen Abschlußkörper, der in der in Fig.
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1 dargestellten Endstellung des Ventilschiebers 3 mit einem entlang
seinem äußeren kreisförmigen Rand verlaufenden O-Ring 25 an einem entsprechend ringförmigen
inneren Ventilsitz 26 des Gehäuses 1 anliegt. Im übrigen ist die betätigungsstange
4 an einer Bodenwand 27 des Ventilschiebers 3 festgelegt, die von einer Anzahl ge-
mäß
Fig. 3 um die Betätigungstange 4 herum verteilt angeordneter Bohrungen 26 durchsetzt
ist. Auf diese Weise wird der Hohlraum 24 über die Bohrungen 28 und 19 mit der auslaßseitigen
Öffnung 9 -beispielsweise in der in Fig. 2 strichpunktiert angedeuteten Veise -
verbunden, wenn der Ventilschieber 3 mit seinem Abschlußkörper vom Ventilsitz 26
abgehoben ist. Damit von den Pohrungen 15 bis 1 t<3 innerhalb des Gehäuses 1
keine Leckströmung nach den Bohrungen 19 hin möglich ist, ist der Ventilschieber
3 im Gehäuse 1 mit einem entsprechend dichten Schiebesitz geführt.
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Befindet sich der Ventilschieber 3 gemäß Fig. 1 in seiner unteren
Endstellung, bei der der O-Ring 25 dicht auf dem Ventilsitz 26 aufsitzt, dann steht
die einlaßseitige Öffnung 8 lediglich über die Ringnute 20 mit der auslaßseitigen
öffnung 9 in Verbindung, während alle übrigen einlaßseitigen Öffnungen 5, 6 und
7 innen durch Wandungsteile des Ventilschiebers 3 abgeschlossen sind. Wird der Ventilschieber
3 über die Betätigungsstange 4 aus seiner in Fig. 1 dargestellten Endstellung nach
oen verschoben, dann entsteht durch das Abheben seines Abschlußkärpers vom Ventilsitz
26 sogleich eine Verbindung aus dem Ilohlraum 24 des Ventilschiebers 3 durch dessen
Bohrungen 28 und die Bohrungen 19 des Gehäuses 1 nach der auslaßseitigen Öffnung
9 hin. Außerdem gelangen durch die Aufwärtsbewegung des Ventilschiebers 3 zunächst
dessen Bohrungen 21 in die die Bohrungen 17 aufnehmende Querebene des Gehäuses 1,
so daß nunmehr die einlaßseitige Öffnung 7 er den Hohlraum 24 und die Bohrungen
28 sowie 19 rit der auslaßseitigen Offnung 9 verbunden wird. Außerdem kann in dieser
Stellung immer noch eine kleine Flüssigkeitsmenge von der einlaßseitigen öffnung
8 her durch die Bohrungen 13 des Gehäuses 1 und die Ringnute 20 des Ventilschiebers
3 sowie die Bohrungen 19 nach der auslaßseitigen Öffnung 9 hin gelangen.
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Wird der Ventilschieber 3 weiter nach oben verschoben, dann gelangen
seine Bohrungen 22 in der aus den Fig. 2 und 3 ersichtlichen Weise in die die Bohrungen
16 aufnehmende Querebene des Gehäuses 1, womit bei gleichzeitigem Abschluß aller
sonstigen einlaßseitigen
Offnungen lediglich die einlaßseitige
Öffnung 6 entlang dem in Fig. 2 strichpunktiert angedeuteten Weg mit der auslaßseitigen
Offnung 9 verbunden wird. In entsprechender Weise wird ist einer weiteren Aufwärtsverschiebung
des Ventilschiebers 3 schließlich die einlaßseitige Öffnung 5 über den Hohlraum
24 mit der auslaßseitigen Öffnung 9 des Schieberventils verbunden.
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bei der in Fig. 4 beispielsweise dargestellten Anwendungsform des
vorstehend beschriebenen Schieberventils ist dessen auslaßseitige Öffnung 8 über
eine Umwälzpumpe 29 mit der Vorlaufleitung einer Zentralheizungsanlage 30 verbunden,
deren Rücklaufleitung 31 mit der einlaßseitigen Offnung 8 des Schieberventile verbunden
ist.
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Die weiteren einlaßseitigen Öffnungen 5, 6 und 7 des Ventils stehen
über je eine Leitung 32 bzw. 33 und 34 mit einer obersten und dementsprechend wärmsten
Zone 35 bzw. mit einer darunter befindliclien, weniger warmen Zone 37 und schließlich
mit einer am wenigsten warmen untersten Zone 38 eines Speicherkessels 35 der Zentralheizungsanlage
30 in Verbindung. Schließlich ist die Zone 38 durch den Boden des Speicherkessels
35 hindurch über eine weitere, in Fig.
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4 gestrichelt angedeutete Leitung 39 an die Rücklaufleitung 31 angeschlossen.
Das im Speicherkessel 35 befindliche Wasser kann in beliebigen nicht dargestellter
üblicher reise, beispielsweise mittels eines Ölbrenners, eines Wärmepumpensystems
oder mittels eines Solarenergie-Sammelsystems beheizt werden.
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Die mit den drei Leitungen 32, 33 und 34 verbundenen Zonen 36, 37
und 3Pj des Speicherkessels 35 itönnen auch durch zwei in Fig. 4 gestrichelt angedeutete
Zwischenböden voneinander getrennt sein, in welchem Falle jede Zone einen eigenen
Speicherbehälter bildet, der dann in nicht besonders dargestellter Weise so mit
warmem Wasser versorgt werden muß, daß sich in den einzelnen Behältern die gewünschten
unterschiedlichen Temperaturniveaus befinden.
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Wenn kein Ileizbedarf besteht, wird der (in Fig. 4 nicht sichtbare)
Ventilschieber 3 über die Betätigungsstange 4 in der in Fig. 1 dargestellten Lage
gehalten, bei der die auslaßseitige Öffnung 9 unmittelbar mit der einlaßseitigen
Öffnung 8 verbunden und damit
der zur Umwälzpumpe 29 führende Teil
der Vorlaufleitung der Zentralheizungsanlage 30 unmittelbar, d.h. ohne Zuführung
jeglichen beheizten Wassers vom Speicherkessel 35 her an die Rücklaufleitung 31
angeschlossen ist. Entsteht indessen ein Eeizbedarf, dann wird der Ventilschieber
3 über die Betätigungsstange A aus seiner in Fig. 1 dargestellten Endstellung mit
zunehmendem Heizbedarf zunehmend nach oben verschoben, wobei der O-Ring 25 vom Ventilsitz
26 abgehoben und entsprechend einem zunehmenden fleizbedarf von den einlaßseitigen
öffnungen 5 bis 7 zunächst die Öffnung 7, dann unter deren gleichzeitiger zunehmender
Drosselung zunehmen die Öffnung 6 und schließlich in gleicher Weise die Öffnung
5 mit der auslaßseitigen Öffnung 9 verbunden wird. Die Fig. 2 und 3 zeigen an diesbezüglich
eine solche Stellung des Ventilschiebers 3, bei der gerade lediglich die einlaßseitige
Öffnung E mit der auslaßseitigen Öffnung 9 des Schieberventils verbunden ist, so
daa gerade warmes tTasser aus der Zone 37 des Speicherkessels 35 über die Leitung
33 der Vorlaufleitung der Zentralheizungsanlage 30 zugeführt wird. Während die zum
Schieherventil zurückführende Rücklaufleitung 31 durch den Ventilschieber 3 abgesperrt
ist, kann das in den Radiatoren abgekühlte Wasser durch die Leitung 39 von unten
]zer in den Speicherkessel 35 zurückströmen.
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Statt des bevorzugten dargestellten kreisruMen fluerschnittes könnten
die zusammenwirkenden Teile des Schieberventils auch irgendeinen anderen geeigneten
Querschnitt aufweisen. Um Leckströmungen zwischen dem Gehäuse 1 und dem Ventilschieber
3 auszuschliessen, könnten am letzteren in nicht besonders dargestellter T.Tei.e
an geeigneten Stellen noch äußere Ringnuten mit je einer weiteren O-Rina vorgesehen
sein.
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Patentansprüche
L e e r s e i t e