DE3708166A1 - Differenzdruckventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Differenzdruckventil für einen Einbau im Rücklauf eines Heizungsstranges nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bekannt ist ein automatisch arbeitendes Strangregulier­ ventil für Heizungsanlagen in der Art eines druckgesteuerten Proportionalreglers ohne Hilfsenergie (Prospekt der Firma Metallwerke Neheim Goeke & Co KG "Kombi-Automatik"). Ein solches Differenzdruckventil hält den Differenzdruck in einem Heizungsstrang innerhalb eines regeltechnisch notwendigen Proportionalbandes konstant. Die Höhe des Differenzdruckes wird dabei durch einen Sollwertsteller bestimmt, der aus einer in ihrer Vorspannung einstellbaren Ventilfeder besteht, die gegen eine mit dem Differenzdruck beaufschlagbare Steuer­ membran wirkt. Diese Steuermembran ist in einem zweischaligen Membrangehäuse außen und mittig zwischen zwei Membrantellern eingespannt. Die untere durch die Steuermembran abgetrennte Membrankammer wird jeweils mit dem höheren Druck beaufschlagt, während die obere Membrankammer von dem niedrigen Druck und der voreinstellbaren Ventilfeder belastet wird. Bei steigendem Differenzdruck wird der Ventilkegel über die Ventilstange in Schließrichtung gegen einen Schlitz im Ventilgehäuse bewegt solange, bis wieder ein Gleichgewicht der Kräfte an der Membran erreicht ist. Sinkender Differenzdruck führt zur Öffnungs­ bewegung. Das Membrangehäuse ist über entsprechende Entlüftungs­ schrauben entlüftbar.

Bei dieser bekannten Konstruktion ist der durch die Vorspannung der Ventilfeder bestimmte Sollwertdruck nur veränderbar nach Demontage des Membrangehäuses, wodurch die Zugänglichkeit zur Federeinspannung erreicht wird. Differenzdruckventile dieser Art haben die Aufgabe, den vorgegebenen Differenzdruck einzuhalten durch entsprechende Begrenzung des Durchflußquerschnittes im Ventilsitz, sie müssen daher bezüglich des Sollwertes einstellbar sein, sie dienen aber außerdem auch als Entleerungsventil. Aus diesem Grund ist bei dem bekannten Ventil zusätzlich im Ventilgehäuse ein Entleerungsventil integriert. Dieses bekannte Ventil ist aufwendig in seiner Konstruktion und erfordert zur Einstellung des Sollwertes eine Demontage des Membrangehäuses.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Differenzdruck­ ventil der eingangs genannten Art bezüglich der Konstruktion bei Beibehaltung der erforderlichen Funktionen einschließlich der Entleerungsfunktion zu vereinfachen und die Einstellung des Sollwertes ohne Montage des Membrangehäuses von außen zu ermöglichen.

Gelöst wird die Erfindungsaufgabe mit einem Differenzdruck­ ventil mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Bei der erfindungsgemäßen Ventilkonstruktion ist die Sollwert­ einstellung der Ventilfeder von außen über den Anschluß der Impulsleitung möglich, da die Steuermembran nur lose am Membran­ teller anliegt, der gleichzeitig die einendige Abstützung der Ventilfeder bildet, wobei die andere Abstützung verschiebbar ist, die in Mitnahmeverbindung mit dem Membrangehäuse steht, wobei die Ventilstange von außen durch das Membrangehäuse zu­ gänglich ist. Auf diese Weise ist es auch möglich, wie erfindungs­ gemäß beansprucht, den Membranteller im drucklosen Zustand der Steuermembran von dieser durch ein entsprechendes Entleerungs­ werkzeug abzuheben und auf diese Weise die Entleerungsfunktion des Ventiles zu erfüllen.

Dadurch, daß die Ventilstange erfindungsgemäß von der Seite der durch die Impulsleitung beaufschlagten Druckkammer im Membran­ gehäuse her sowohl verdrehbar als auch axial direkt verschieb­ bar ist, läßt sich auf einfache Weise sowohl die Einstellung des Sollwertes über die Vorspannung der Ventilfeder als auch die Entleerung des Einsatzstranges erreichen. Es entfallen damit das nach dem Stand der Technik zusätzliche Entleerungsventil als auch aufwendige Konstruktionen für die Erreichung der Zugänglichkeit des Sollwerteinstellung. Außerdem ist in einfacher Weise die Verbindung des Membrangehäuses mit dem das Ventil­ gehäuse bildenden Anschlußstück möglich.

Die erfindungsgemäße konische Ausbildung der Oberschale der Membrankammer ermöglicht die automatische Entlüftung der ent­ sprechenden oberen Kammer. Durch die entsprechend Anspruch 6 vorgeschlagene Ausbildung des Öffnungswinkels des Gehäusekegels zum Schrägsitz wird sowohl bei horizontalem als auch bei vertikalem Einbau des Ventiles die automatische Entlüftung gewährleistet, so daß die üblichen zusätzlichen Entlüftungs­ schrauben entfallen können.

Anhand eines abgebildeten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Differenzdruck­ ventil mit Schrägsitz, wobei die linke Seite der Darstellung den drucklosen Zustand also bei höchstem Durchfluß und die rechte Seite den druckbeaufschlagten Zustand bei ge­ schlossenem Ventil zeigt,

Fig. 2 eine entsprechende Darstellung des Ventiles während der Einstellung mit unterem Sollwert und mit oberem Sollwert der Ventilfeder,

Fig. 3 die Darstellung des Ventiles in der Entleerungsposition mit angesetztem Entleerungswerkzeug und

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 2.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Das Differenzdruck­ ventil besteht aus dem das Anschlußstück im Heizungsstrang bildenden Ventilgehäuse 1 in Schrägsitzlage und den darin in einem Anschlußstutzen 11 mit einem entsprechenden Gewindestutzen 24 eingeschraubten zweischaligen Membrangehäuse 2. Im Ventil­ gehäuse 1 ist der Ventilsitz 12 gebildet, gegen den der Ventil­ kegel 53 an der Ventilstange 5 wirkt.

Die mit einer Achsialbohrung 51 ausgestattete Ventilstange 5 ist abgedichtet axial verschiebbar durch den Gewindestutzen 24 der Oberschale 21 des Membrangehäuses 2 geführt. Die Achsial­ bohrung 51 hat Verbindung über die Querbohrung 52 mit einer oberen Kammer 26 im Membrangehäuse 2, die durch die außen eingespannte Steuermembran 3 von der unteren Kammer 27 getrennt ist. Die Einspannung der Steuermembran 3 erfolgt zwischen den beiden Membrangehäuseschalen 21 und 22, die durch die Schraubverbindungen 23 gegeneinander gezogen sind.

Am unteren Ende der Ventilstange 5 ist ein Stirnansatz 54 gebildet, auf dem der Membranteller 8 mit einem Stutzen 81 fest aufgesetzt ist. In der Drucklage liegt die Steuermembran 3 abdichtend an diesem Membranteller lose an. Eine zentrische Bohrung 31 der Steuermembran 3 umschließt den Stutzen 81.

Zwischen dem an der Ventilstange befestigten Membranteller 8 und einem verschiebbar auf der Ventilstange 5 aufgesetzten Abstützring 6 stützt sich in ihrer Vorspannung einstellbar die Ventilfeder 7 ab. Der Abstützring 6 steht dabei in radialer Richtung in Mitnahmeverbindung mit der Oberschale 21 des Membrangehäuses 2. Beispielsweise können zur Ausbildung einer solchen Mitnahmeverbindung verteilt über den Umfang innen in der Schale 21 Ansätze 28 mit Innengewindeabschnitten 281 angeformt sein, an denen der Abstützring 6 mit einem Außenge­ winde 61 in entsprechender Mitnahmeverbindung steht.

Es besteht auch die Möglichkeit, zumindest Ventilstange und Membranteller einstückig auszubilden. Dabei kann auch bereits an der Ventilstange der Ventilkegel angeformt sein, an dem einstückig auch eine Dichtung ausgebildet sein kann, wenn die Ventilstange aus Kunststoff besteht.

Über den Anbschlußstutzen 25 an der unteren Schale 22 des Membrangehäuses 2 ist die Ventilstange 5 bei abgenommener Impulsleitung 4 zugänglich. Zur Verdrehung der Ventilstange bei Veränderung des Sollwertes über die Vorspannung der Ventilfeder 7 wird in eine Innensechskantbohrung 55, wie in Fig. 2 gezeigt, ein entsprechender Schlüssel eingeführt. Bei entsprechender Verdrehung ändert sich die Vorspannung der Ventilfeder 7, da der Abstützring 6 auf der Ventilstange 5 verschiebbar und gegenüber der Oberschale 21 festgesetzt ist.

Wie Fig. 3 zeigt, ist bei Einsatz eines entsprechenden Ent­ leerungswerkzeuges 9 im Anschlußstutzen 25 für die Impuls­ leitung 4 über das Ventil eine Entleerung möglich. Im entsprechenden drucklosen Zustand wird über die Stange oder Spindel des Entleerungswerkzeuges 9 die Ventilstange 5 axial verschoben, so daß der Membranteller 8 von der Steuermembran 3 abgehoben ist. Die Flüssigkeit kann aus der oberen Kammer 26 durch die Bohrung 31 und den Stutzen 25 bzw. das eingeschraubte Entleerungswerkzeug abfließen.

Um eine Entlüftung der oberen Kammer 26 zu ermöglichen, ist der Öffnungswinkel der konischen Oberschale 21 gegenüber der Achse der Ventilstange 5 kleiner gehalten als der Winkel zwischen der Achse 13 des Ventilgehäuses in Schrägsitzanordnung gegenüber der Ventilstangenachse. Auf diese Weise kann eine Entlüftung den üblichen Anordnungsfällen eines solchen Ventiles selbsttätig erreicht werden.

• Zusammenstellung der Bezugszeichen 1Ventilgehäuse11Anschlußstutzen12Ventilsitz13Achse2Membrangehäuse21Oberschale211Innenwandung22Unterschale23Schraubverbindung24Gewindestutzen25Anschlußstutzen26obere Kammer27untere Kammer28Ansatz281Innengewindeabschnitt3Steuermembran31Bohrung4Impulsleitung5Ventilstange51Achsialbohrung52Querbohrung53Ventilkegel54Stirnansatz55Innensechskantbohrung6Abstützring61Außengewinde7Ventilfeder8Membranteller81Stutzen9Entleerungswerkzeug

Claims (9)

1. Differenzdruckventil, bei dem mit einer in einem entlüftbaren Membrangehäuse außen eingespannten Steuermembran entgegen der Wirkung einer in ihrer Vorspannung einstellbaren Ventil­ feder über eine Ventilstange mit einer Achsialbohrung ein Ventilkegel gegen einen Ventilsitz in einem Ventilgehäuse verschiebbar ist, wobei die sich an einem an der Ventilstange gehaltenen Membranteller abstützende Steuermembran vom Differenzdruck beaufschlagbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mit einer Bohrung (31) versehene Steuermembran (3) in der Drucklage am Membranteller (8) abdichtend lose anliegt und die Ventilstange (5) von außen durch das Membrangehäuse (2) verschiebbar ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der abdichtend durch einen Gewindestutzen (24) des Membrangehäuses (2) in das Ventilgehäuse (1) geführten Ventilstange (5) an der dem Ventilkegel (53) gegenüber­ liegenden Seite auf einem Stirnansatz (54) der Membranteller (8) fest aufgesetzt ist, an dem zentrisch ein Stutzen (81) angeformt ist, den die Steuermembran (3) in der Drucklage mit ihrer Bohrung (31) umschließt.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Stirnansatz (54) der Ventilstange (5) eine Innen­ sechskantbohrung vorgesehen ist.

4. Ventil nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß verschiebbar auf der Ventilstange (5) ein Abstützring (6) aufgesetzt ist, an dem sich die mit ihrem anderen Federende am Membranteller (8) anliegende Ventilfeder (7) abstützt, wobei der Abstützring (6) in Mitnahmeverbindung (28, 281, 61) mit der Oberschale (21) des zweischaligen Membrangehäuses (2) steht.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Oberschale (21) verteilt über den Umfang mehrerer Ansätze (28) angeformt sind, mit denen der Abstützring (6) in Mitnahmeverbindung steht.

6. Ventil nach Anspruch 1 mit einem Schrägsitzventilgehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung der konischen Oberschale (21) des Membrangehäuses mit der Achse der Ventilstange (5) einen kleineren Winkel einschließt als die Achse (13) des Ventilgehäuses (1) mit der Ventilstangen­ achse.

7. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterschale (22) zentrisch ein Anschlußstutzen (25) vorgesehen ist sowohl für den Anschluß einer Impuls­ leitung (4) als auch zur Aufnahme eines Entleerungswerkzeuges (9), welches nach Einsatz von außen bedienbar gegen den Stirnansatz (54) der Ventilstange (5) zur Abhebung des Membrantellers (8) von der drucklosen Steuermembran (3) dient.

8. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Membranteller (8) an der Ventilstange (5) angeformt ist.

9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkegel (53) an der Ventilstange (5) angeformt ist, vorzugsweise unter Anformung der Ventildichtung.