DE3030765C2 - Elektronisch geregeltes Mischventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mischventil mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Ein Mischventil dieser Gattung ist durch die Druckschrift GB-PS 6 73 900 bekannt Bei diesem Mischventil ist der zugehörige Thermostat mechanisch mit den Einlaßventilen verbunden, so daß eine Druckänderung in dem Versorgungsnetz eine Änderung der Belastung des Thermostaten bewirkt und entsprechend eine nicht unwesentliche Änderung der Temperatur des erzeugten Mischwassers verursachen kann.

Darüber hinaus sind die den Einlaßventilen zugeordneten Korrekturglieder von der Strömungsgeschwindigkeit des zufließenden Wassers abhängig. Der statische Druck und dessen Änderungen in den Rohrleitungen werden von dieser Einrichtung überhaupt nicht erfaßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebene Mischventil zu verbessern, so daß die Konstanz der Mischwassertemperatur von Druckschwankungen in den Vorlaufleitungen im wesentlichen nicht beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im

kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Netzdruckschwankungen üti wesentlichen nur auf die drucksensorischen, elastischen Elemente oder Zwischenglieder einwirken, die auf den jeweiligen statischen Druck ansprechen, der im Auslaß-ίο bereich der Zuflußventile herrscht, und die von den elektrischen Stellgliedern erzeugten Stellkräfte auf die Verschlußstücke durch eine Vermittlung der drucksensorischen Zwischenglieder übertragen werden. Steigt der Druck an, so verformt sich das aktive drucksensori sehe Element des zwischen Zuflußventil und Stellglied geschalteten Koppelgliedes in der Weise, daß das Verschlußstück des betreffenden Zuflußventils so verschoben wird, daß die Durchflußmenge und damit der Druck im Auslaßbereich verringert wird. Die Wirkungsweise der drucksensorischen Koppelglieder entspricht daher einer unterlagerten Regelung für die Vorlaufdrücke. Die Zeitverzögerung, mit der ein derartiger unterlagerter Druckregelkreis anspricht, kann deshalb sehr klein gehalten werden, weil die Kraft zur Verstellung des Ver- Schlußstückes unmittelbar durch die Druckschwankun gen aufgebracht wird. Aus diesem Grunde lassen sich die anfänglichen Veränderungen der Mischwassertemperatur, die durch plötzliche Änderungen der Vorlaufdrücke ausgelöst werden, durch die vorgeschlagene An- Ordnung prinzipiell wesentlich besser als bei den bekannten Anordnungen ausregeln. Die Regelgüte für die Mischwassertemperatur wird generell verbessert

Die Schwankungen der ausfließenden Mischwassermenge bei Schwankungen der Vorlaufdrücke, die bei den bekannten Anordnungen unvermeidlich sind — und die insbesondere dann sehr groß sind, wenn in den bekannten Anordnungen mit einer vorgeschalteten konventionellen Druckausgleichssteuerung gearbeitet wird — werden mit der erfindungsgemäßen Anordnung stark verringert

Außerdem wird nicht nur im Kurzzeitverhalten, sondern auch hn Langzeitverhalten der Einfluß von Druckschwankungen in den Vorlaufleitungen auf die Mischwassertemperatur bereits sehr stark aufgefangen, so daß der nachgeschaltete elektrische Regelkreis entweder bei Zugrundelegung des bisherigen Aufwands insgesamt eine höhere Regelgüte erreicht oder aber, falls eine derart hohe Regelgüte nicht erforderlich ist weniger aufwendig ausgelegt werden kann. In Fällen, in de- nen der Grund für die Notwendigkeit des Einsatzes eines geregelten Mischventils hauptsächlich in den Schwankungen der Vorlaufdrücke und weniger in Veränderungen der Vorlauftemperaturen liegt kann im Unterschied zu den bekannten Mischventilen ganz darauf verzichtet werden, die Mischwassertemperatur durch einen Thermosensor zu messen, so daß in diesem Falle an die Stelle des Regelkreises eine weniger aufwendige

Steuerkette treten kann. Neben den genannten Vorteilen hat die Einfügung

der drucksensorischen Koppelglieder weiterhin den Vorteil, daß die Abhängigkeit insbesondere bei Anordnung eines von Hand zu betätigenden Ventils für die Mischwasserauslaufmenge, der eingestellten Auslaufmenge von Schwankungen der Vorlaufdrücke stark ver- ringen wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

3 4

F i g. 1 ein Mischventil in schematicher Darstellung; läßt sich also einerseits durch die Betätigung des Stell-F i g. 2 ein anderes Mischventil in schematischer Dar- gliedes beeinflussen, andererseits wird sie aber auch bestellung; einflußt durch die Drücke Pi und Pz in den Kammern 18

F ig. 3 ein Zuflußventil im Längsschnitt; und 11. Gestaltet man die Druckdose 10 so, daß ihre

F i g. 4 ein anderes Zuflußventil im Längsschnitt 5 Querschnittsfläche im Verhältnis zur Querschnittsfläche

Der Einfachheit halber sind bei den verschiedenen des Verschlußstückes 12 groß ist, so ist der Einfluß des Ausführungsbeispielen der Zeichnung gleiche oder ent- Druckes P\ auf die Stellung des Verschlußstückes 12 so sprechende Elemente mit jeweils gleichen Bezugszei- lange vernachlässigbar, wie der Druck P₂ nicht im Verdien versehen. hältnis zum Druck P\ sehr kleine Werte annimmt Es ist Das in der Fig. 1 gezeigte Mischventil besteht aus 10 erkennbar, daß die vorliegende Konfiguration die foleinem Zuflußventil 1 in der Kaltwasserzuflußleitung 22 genden Eigenschaften besitzt: Bei einem ganz bestimm- und einem 'Zuflußventil 2 in der Warmwasserzuflußlei- ten Druck P₂ (der von der Position abhängig ist, in die tung 23 und einer nachgeschalteten Mischkammer 24 die Ventilspindel 19 vom Stellglied gestellt worden ist) und einer Mischwasserabflußleitung 25. Die Zuflußven- schließt das Verschlußstück 12. Das Verschlußstück öfftile 1 und 2 werden von einem elektrischen Stellglied 3 15 net sich wieder, wenn dieser wohlbestimmte Druck P₂ über jeweils ein vorgeschaltetes, elastisch verformbares unterschritten wird. Zu jeder Position der Ventilspindel Element 6,7 stufenlos gegenläufig gestellt Zur Regulie- 19 gehört also ein wohlbestimmter Druck P2, der aufrung der Mischwasserauslaufmenge ist außerdem hinter grund der Wirkungsweise der Druckdose 10 (im Rahder Mischkammer 24 ein z. B. von Hand zu betätigendes men der Näherung, die mit einem Proportionalregler Mengenregulierventil 20 vorgesehen. Die elektronische 20 möglich ist) unabhängig von der Größe des Druckes P\ Regelung der Mischwassertemperatur ist im wesentli- konstant gehalten wird.

chen in dem Block 13 zusammengefaßt Hierbei wird Bei der in F i g. 4 gezeigten Ventilausführungsform ist

von einem Temperaturvorwähler 16 ein Sollwert in den die Funktion der Druckdose 10 durch eine elastische Block 13 eingegeben. Die Temperatur des in der Misch- Membran 8 in Verbindung mit einer Feder 9 ersetzt Die kammer 24 erzeugten Mischwassers wird stromabwärts 25 Membrane 8 unterteilt hierbei die im Auslaßbereich Hedurch einen elektronischen Temperaturfühler 15 ge- gende Kammer 11, wobei ander einen Seite der Memmessen und dem Block 13 als Istwert zugeführt Aus den brane ein erster Teil der Ventilspindel 19 über die Feder zugeführten Werten wird im Block 13 ein Ausgangssi- 9 und an der anderen Seite das Durchflußmedium auf gnal gebildet und dem elektrischen Stellglied 3 zugelei- die Membrane einwirkt und außerdem an der dem tet, so daß bei einem geöffneten Mengenregulierventil 30 Durchflußmedium zugekehrten Seite der zweite, das 20 ein Mischwasser mit der am Temperaturvorwähler Verschlußstück 12 tragende Teil der Ventilspindel 19 16 eingestellten Temperatur in die Mischwasserabflüß- befestigt ist

leitung 25 abgegeben wird

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Mischventil ist gegen- Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

über dem ersten Ausführungsbeispiel für jedes Zufluß- 35

ventil 1,2 ein getrenntes elektrisches Stellglied 4,5 vorgesehen, welche stufenlos unabhängig voneinander
stellbar sind. In einem Block 14 ist im wesentlichen ein
Regelkreis für die Temperatur und ein Regelkreis für
die Auslaufmenge des Mischwassers sowie ein Entkopp- 40
lungsglied zusammengefaßt. Mit einem Temperaturvorwähler 16 und einem Mengenvorwähler 17 können die
beiden Sollwerte getrennt in den Block 14 eingegeben
werden. Als Meßglieder für die tatsächlichen Werte des
in der Mischkammer 24 erzeugten Mischwassers, sind 45
hinter der Mischkammer 24 ein elektronischer Temperaturfühler 15 und ein Meßglied 21 für die Mischwasserausflußmenge angeordnet, deren Meßgrößen ebenfalls
dem Block 14 zugeleitet werden. Aufgrund dieser zugeführten Werte werden in dem Block 14 zwei Ausgangs- 50
signale erzeugt wovon das eine dem elektrischen Stellglied 4 und das andere dem elektrischen Stellglied 5 als
Eingangsgröße zugeführt wird.

In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der F i g. 1 und 2 können die gleichen Zuflußven- 55
tile 1, 2 mit den zugehörigen elastisch verformbaren
Elementen 6, 7 bzw. drucksensorischen Koppelglieder
verwendet werden.

In einer ersten, in Fig.3 dargestellten Ausführungsform, strömt das Vorlaufwasser zunächst in eine Kam- 60
mer 18 im Einlaßbereich und von dort durch einen mehr
oder minder großen Spalt, den ein Verschlußstück 12
eines Zuflußventils 1, 2 freigibt, in eine Kammer 11 im
Auslaßbereich. Das Verschlußstück 12 ist über einen
Teil einer Ventilspindel 19 mit einer Druckdose 10 starr 65
verbunden, die ihrerseits über den anderen Teil der
Ventilspindel 19 mit dem elektrischen Stellglied 3,4,5 in
Verbindung steht. Die Position des Verschlußstückes 12

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Mischventil, insbesondere zur Mischwasserbereitung im Sanitärbereich, mit Zuflußventilen in der Kalt- und Warmwasserzuflußleitung, einer Mischungstemperatur-Vorwähleinrichtung und auf die Ventilverschlußteile einwirkenden, elastisch nachgiebigen Korrekturgliedern zur Anpassung an Netzdruckschwankungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuflußventile (1, 2) mit von einem elektrischen Steuer- oder Regelkreis angesteuerten elektrischen Stellgliedern (3; 4, 5) versehen sind, die jeweils über ein druckabhängig und elastisch nachgiebiges Element (6, T) auf das Verschlußteil (12) jeweils eines Zuflußventils (1,2) einwirken, wobsi die druckabhängig und elastisch nachgiebigen Elemente (6, T) unabhängig voneinander auf den Druck im Auslaufbereich der jeweiligen Zuflußventile (I₁2) reagieren und den Druck im stromabwärts hinter den Zuflußventilen (1, 2) liegenden Bereich etwa konstant halten.

2. Mischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elastisch verformbares Element eine Druckdose (10) in einer im Auslaßbereich angeordneten, vom Durchflußmedium beaufschlagten Kammer (11) vorgesehen ist, die an der einen Stirnseite mit einem ersten Teil und an der anderen Stirnseite mit einem zweiten, das Verschlußstück (12) tragenden Teil einer Ventilspindel (19) verbunden ist

3. Mischventil nach Anspruch 1, wobei das Ventilverschlußstück durch eine Feder abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ak elastisch verformbares Element eine Membrane (8), die eine im Auslaßbereich liegende Kammer (11) unterteilt, vorgesehen ist, wobei an der einen Seite ein erster Teil einer Ventilspindel (19) Über eine Feder (9) und an der anderen Seite das Durchflußmedium auf die Membrane (8) einwirkt und an der dem Durchflußmedium zugekehrten Seite ein zweiter, das Verschlußstück (12) tragender Teil der Ventilspindel (19) angekoppelt ist