DE3146501C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Mischung und Mengenregulierung von Fluiden mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Eine Einrichtung dieser Gattung ist aus der DE-OS 19 34 658 bekannt. Diese Mischbatterie ist jedoch verhältnismäßig kompliziert aufgebaut und benötigt für den Betrieb der beiden Ventile jeweils zwei Elektromotoren, die über eine Gewindespindel die Stellgröße für ein Ventil erzeugen.

Ferner ist aus der DE-AS 24 36 113 eine Einrichtung zur Mischung zweier Flüssigkeitsströme bekannt. Hierbei ist ein Dreiwegeventil vorgesehen, in dem ein Steuerkolben elektromagnetisch abwechselnd die beiden Zulaufkanäle pulsierend öffnet oder schließt. Der Steuerkolben wird dabei jeweils von einer Endstellung in die andere Endstellung gebracht, so daß sich jeweils ein Zufluß in Offenstellung und der andere in der Geschlossenstellung befindet. Bestimmte Zwischenstellungen sind bei der Einrichtung nicht vorgesehen. Außerdem ist aus der DE-GM 76 18 749 ein thermostatisch gesteuertes Mischventil bekannt, bei dem ein Hohlkolben vorgesehen ist, der zwischen zwei Ventilsitzen axial verschiebbar im Gehäuse angeordnet ist. Die Mengenregulierung des ausfließenden Mischwassers wird mit Hilfe einer von Hand drehbaren Stellspindel bestimmt. Zur Bestimmung des Mischungsverhältnisses ist der Hohlkolben mit einem in einer Magnetspule hineinragenden Zuganker verbunden, wobei im Mischwasserauslauf ein Fühlerelement der Temperatur überwacht und über eine einstellbare Steuerelektronik die Zugkraft des Elektromagneten beeinflußt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach zu bauende Einrichtung und ein Verfahren zur Mischung und Mengenregulierung von Fluiden zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 5 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 4 und 6 angegeben.

Mit den vorgeschlagenen Maßnahmen wird erreicht, daß die Ventilausbildungen wesentlich vereinfacht werden können, wobei die Stellgröße für die Ventile von Proportional- Stellmagneten unmittelbar erzeugt wird. Die Stellmagneten können dabei so ausgelegt werden, daß die abgegebene Stellgröße proportional zu der dem Stellmagneten zugeführten Erregerspannung ist, so daß proportional der zugeführten Erregerspannung eine entsprechende Gesamtdurchflußmenge bestimmbar ist. Außerdem kann durch die Nachordnung eines Spannungsteilers der Öffnungshub der Ventile analog dem Verhältnis der beiden Teilspannungen bestimmt und somit eine entsprechende Fluidmischung erzielt werden. Vorteilhaft kann das Verhältnis der Erregerspannungen und damit das Mischungsverhältnis der Fluide von einem Regler bestimmt werden, so daß je nach vorgewählter z. B. Mischwassertemperatur, eine diesbezügliche Mischung sicher erzielt wird.
Zweckmäßig werden die Ventile so ausgelegt, daß sie durch die Proportional-Stellmagneten geöffnet und durch Federkraft geschlossen werden, so daß bei einem Stromausfall die Mischbatterie automatisch den Durchfluß absperrt.

Ferner ist es durch die vorgeschlagene Einrichtung möglich, die Ausflußmenge und Mischbestimmung von zwei an beliebiger Stelle leicht handhabbaren Potentiometer vorzunehmen. Schließlich ist eine Rückmeldung des Öffnungsweges in die Steuer- und Regelungseinrichtung nicht mehr erforderlich, wie es z. B. für einen Ventilantrieb über Elektromotore erforderlich ist, da der Gesamtöffnungsgrad aller Ventile dem eingestellten Spannungswert proportional ist und damit einer bestimmten Potentiometerstellung fest zugeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine Mischbatterie zur Erzeugung von temperiertem Mischwasser.

An einem T-förmig ausgebildeten Rohrteil ist ein Warmwasserzulauf 1, ein Kaltwasserzulauf 2 und ein Mischwasserauslauf 3 ausgebildet. In dem Warmwasserzulauf 1 ist ein Ventil 4 und in dem Kaltwasserzulauf 2 ein Ventil 5 angeordnet, das jeweils über einen Proportional-Stellmagneten 6 gestellt wird. Die Proportional-Stellmagneten 6 werden über die Klemmen 10 und einem Spannungswähler 7 mit einer nicht dargestellten Stromquelle verbunden. Die Proportional-Stellmagneten 6 sind dabei so ausgelegt, daß der Ankerhub proportional zu der anliegenden Erregerspannung ist. Dies hat zur Folge, daß analog zur abgegriffenen Spannung eine entsprechende Gesamtausflußmenge am Mischwasserauslauf 3 abgegeben wird.

Zur Einstellung des Mischungsverhältnisses ist parallel zu den beiden Proportional-Stellmagneten 6 der Ventile 4 und 5 ein Spannungsteiler 8 angeordnet, dessen Abnehmer 81 mit dem Leiter 11 zwischen den beiden Proportional-Stellmagneten 6 verbunden ist. In der in der Figur gezeigten Stellung wird die Spannung halbiert, so daß gleiche Mengen an Kalt- und Warmwasser abgegeben werden. Der Spannungsteiler 8 ist mit einem Regler 9 verbunden, der nach einem Vergleich der mit dem Temperaturfühler 91 ermittelten Isttemperatur des Mischwassers mit der vorgegebenen Temperatur des Temperaturvorwählers 92 eine entsprechende Stellgröße für den Spannungsteiler 8 erzeugt. Entsprechend dem eingestellten Verhältnis der Teilspannungen an dem Spannungsteiler 8, ändern sich die Öffnungsquerschnitte der Ventile 4 und 5 und bewirken eine analoge Änderung des Mischungsverhältnisses des Mischwassers.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung zeigt folgende Funktion:
Die über die Klemmen 10 von einer Stromquelle abgenommene konstante Spannung wird über den Spannungswähler 7 mit Hilfe eines Abnehmers 71 bestimmt und verursacht je nach Stellung des Abnehmers 71 die Absperrung der Mischbatterie oder fortlaufend eine Öffnung bis zur maximalen Durchflußöffnung der Mischbatterie. Die mit dem Abnehmer 71 abgegriffene Spannung wird durch den Spannungsteiler 8 in Teilspannungen für das Ventil 4 und das Ventil 5 je nach der gewünschten Mischwassertemperatur aufgeteilt, so daß nach der Mengenvorwahl über den Spannungswähler 7 eine Mischwassertemperierung über den Spannungsteiler 8, verbunden mit dem Regler 9, erfolgt. Anstatt des Reglers 9 kann selbstverständlich auch ein einfaches Stellglied zur Steuerung des Spannungsteilers 8 eingesetzt sein.
Erfolgt nun mit dem Abnehmer 71 eine Änderung der Spannung, so erhöht bzw. verringert sich der Gesamtausfluß des Mischwassers, während die Mischwassertemperatur konstant bleibt, da das Verhältnis der Spannungen am Spannungsteiler 8 unverändert bleibt. Wird dagegen der Abnehmer 71 unverändert belassen und Abnehmer 81 am Spannungsteiler 8 verändert, so bleibt die Gesamtausflußmenge konstant, während sich das Mischungsverhältnis bzw. die Mischwassertemperatur entsprechend ändert.
Aus Sicherheitsgründen sind die Ventile 4 und 5 so ausgebildet, daß sie durch Federkraft geschlossen und durch die Proportional-Stellmagneten 6 geöffnet werden, so daß bei Stromausfall die Ventile automatisch in Schließstellung zurückgeführt werden und den weiteren Wasserausfluß verhindern.

Claims (6)

1. Mischbatterie, insbesondere zur Erzeugung von temperiertem Mischwasser mit wenigstens zwei Zuströmkanälen und zugeordneten, elektromagnetisch betätigbaren Ventilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellwege für die beiden Ventile (4, 5) von spannungsgesteuerten Proportional- Stellmagneten (6) erzeugt werden, wobei die beiden Stellmagneten (6) in Reihe zu einer mit einem Spannungswähler (7) einstellbaren Stromquelle angeordnet sind und parallel zu den Stellmagneten (6) ein Spannungsteiler (8) vorgesehen ist.

2. Mischbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungsteiler (8) vorgesehen ist, dessen Abnehmer (81) mit einem Leiter (11) zwischen den beiden Proportional-Stellmagneten (6) verbunden ist.

3. Mischbatterie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße für den Spannungsteiler (8) von einem den Istwert der ausströmenden Mischung mit einem vorgewählten Sollwert vergleichenden Regler (9) abgegeben wird.

4. Mischbatterie nach den Anspruchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (4, 5) durch Federkraft geschlossen und durch die Proportional- Stellmagneten (6) geöffnet werden.

5. Verfahren zur Mischung von Fluiden mit einer Mischbatterie nach Anspruch 1 und/oder einem anderen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Gesamtausflußmenge der Fluide analog durch einen stellbaren Spannungswähler (7) erfolgt und das Mischungsverhältnis der Fluide entsprechend dem Teilungsverhältnis der vom Spannungswähler an den Spannungsteiler (8) abgegebenen Spannung bestimmt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der an den Proportional-Stellmagneten (6) anliegenden Spannungen je nach vorgewählter und gemessener Fluidmischung oder Temperatur von einem Regler (9) bestimmt wird.