DE4039644A1 - Central heating overflow valve - has flat annular sealing face on valve plate with peripheral radiused edge - Google Patents
Central heating overflow valve - has flat annular sealing face on valve plate with peripheral radiused edgeInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Überströmventil mit einem Ein- und Auslaßgewindestutzen, vorzugsweise zum Einbau in die Bypassleitung zwischen der Heizwasser-Vorlauf- und der Heiz wasser-Rücklaufleitung einer Warmwasser-Heizungsanlage, wobei im Ventilgehäuse ein Ventilteller mit einem Ventilschaft axial geführt und gelagert ist und der Ventilteller durch eine Druckfeder, welche sich an einer Gehäuseschulter abstützt, in Schließstellung auf einem im Gehäuse angeordneten Ventilsitz ring preßbar ist.The invention relates to an overflow valve with a Threaded inlet and outlet, preferably for installation in the Bypass line between the heating water flow and the heating water return line of a hot water heating system, being in the valve housing a valve disk with a valve stem axially is guided and stored and the valve plate by a Compression spring, which is supported on a housing shoulder, in Closed position on a valve seat arranged in the housing ring is pressable.
Bei Warmwasser-Heizungsanlagen, insbesondere bei solchen, deren Heizkörper-Absperrorgane in Abhängigkeit von der Raum temperatur automatisch gesteuert werden, ist es erforderlich, ein Überströmventil anzuordnen, um auch bei geschlossenen Ab sperrorganen eine Mindestumlaufmenge an Wasser aufrecht zu er halten. Durch dieses eingebaute Überströmventil ist also der Betrieb der Anlage unabhängig von jeglicher Umlaufwassermenge durch die Heizkörper. Ein Schließen der Thermostatventile kann nicht zum Abschalten der Anlage infolge Wassermangels führen, da bei sinkendem Wasserumlauf in der Anlage, also bei steigen dem Druck in der Vorlaufleitung, sich das Überströmventil in der Bypassleitung öffnet.For hot water heating systems, especially those their radiator shut-off devices depending on the room temperature are controlled automatically, it is necessary an overflow valve to arrange, even with closed Ab blocking organs to maintain a minimum circulating volume of water hold. With this built-in overflow valve, the Operation of the system regardless of any amount of circulating water through the radiators. Closing the thermostatic valves can do not switch off the system due to lack of water, there with decreasing water circulation in the system, i.e. with rising the pressure in the flow line, the overflow valve in the bypass line opens.
Hierzu ist aus dem DE-GM 78 02 444 ein Überströmventil be kannt, das in der Vorlaufleitung installiert und dessen Bypass mit der Rücklaufleitung verbunden wird. Dieses Überströmventil hat zwei Ventilsitze, denen jeweils ein Ventilkörper zugeord net ist. Beide Ventilkörper sind mittels einer Stange mitein ander verbunden. Ein Ventilsitz ist an der Mündung des in das Ventilgehäuse einmündenden Bypass-Stutzens angeordnet. Der andere Ventilsitz ist zwischen letzterem und dem Auslaufstut zen vorgesehen und beide Ventilkörper sind in Strömungsrich tung des vorlaufenden Wassers öffnend ausgebildet.For this purpose, an overflow valve is from DE-GM 78 02 444 knows that installed in the flow line and its bypass is connected to the return line. This overflow valve has two valve seats, each with a valve body is not. Both valve bodies are connected by means of a rod other connected. A valve seat is at the mouth of the Valve housing arranged bypass socket arranged. The other valve seat is between the latter and the outlet mare zen provided and both valve bodies are in flow direction tion of the leading water opening.
Dieses Überlaufventil ist aber sehr aufwendig und zudem auch relativ schwierig zusammenzusetzen.However, this overflow valve is very complex and also also relatively difficult to put together.
Aus der DE-PS 29 31 739 ist ein Überströmventil mit einem Ein- und einem Auslaufstutzen zum Einbau in Warmwasser-Heizungsanla gen mit einer Vorlaufleitung, einer Rücklaufleitung und einer Bypass-Leitung zwischen diesen beiden Leitungen bekannt. Das Überströmventil schließt in Strömungsrichtung und die vom rückströmenden Wasser beaufschlagbare Fläche des Ventilkörpers des Ventiles ist größer als der lichte Durchgangsquerschnitt des mit dem Ventilkörper korrespondierenden Ventilsitzes. Um das Überlaufventil lageunabhängig anordnen zu können, ist dem Ventilkörper eine Schließfeder zugeordnet, wobei vorzugsweise die als Druckfeder ausgebildete Feder sich einerseits an der Ventilkörperseite und andererseits an einer im Bereich des Ein laßstutzens vorgesehenen Gehäuseschulter abstützt.From DE-PS 29 31 739 an overflow valve with an inlet and an outlet nozzle for installation in hot water heating systems with a flow line, a return line and a Bypass line between these two lines known. The Overflow valve closes in the direction of flow and that of backflowing water acted upon surface of the valve body of the valve is larger than the clear passage cross section of the valve seat corresponding to the valve body. Around To be able to arrange the overflow valve regardless of position Valve body assigned a closing spring, preferably the spring designed as a compression spring on the one hand on the Valve body side and on the other hand in the area of the on supports provided housing shoulder.
Dieses Überströmventil ist zwar weniger aufwendig konstruiert und weist nur einen Ventilkörper auf, jedoch entspricht die Konstruktion des Ventilkörpers und des Ventilsitzes nicht den Anforderungen bei einem Warmwasser-Heizgerät, über einen größeren Förderbereich eine möglichst konstane Restförderhöhe aufrecht zu erhalten.This overflow valve is designed to be less complex and has only one valve body, but corresponds to Construction of the valve body and the valve seat not the Requirements for a hot water heater, via a larger delivery area a constant delivery head as constant as possible to maintain.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Überström ventil der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das einfach in der Herstellung und in der Montage ist und welches über einen gewissen Förderbereich eine konstante Restförderhöhe garan tiert.The invention is therefore based on the object of an overflow valve of the type mentioned to create that simply in the manufacture and assembly and which one certain funding range a constant residual head animals.
Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß die kreisförmige Dichtfläche des Ventilkörpers plan ausgeführt und am Umfang mit einer Strömungskante versehen ist, deren Radius weniger als 0,5 mm beträgt und daß das Verhältnis der Fläche des Ven tiltellers 1,6 und das Verhältnis des Innenquerschnittes des Ventilgehäuses zur Fläche des Ventiltellers 1,83 beträgt.According to the invention it is therefore proposed that the circular The sealing surface of the valve body is flat and on the circumference is provided with a flow edge, the radius of which is less is 0.5 mm and that the ratio of the area of the Ven tiltellers 1.6 and the ratio of the internal cross section of the Valve housing to the surface of the valve plate is 1.83.
Durch diese Konstruktion ist es möglich, über einen aus reichenden großen Fördermengenbereich eine konstante Restför derhöhe zu erreichen. Zum Unterschied zu einem Rückschlagven til ist es bei einem Überströmventil nicht erforderlich, daß es absolut dicht ist. Es muß lediglich die Restförderhöhe ga rantieren, eine leichte Undichtheit ist erlaubt. Es kann durch diese bauliche Ausgestaltung sichergestellt werden, daß zumin dest für einen Pumpenfördermengenbereich von 0-20 l/min die Restförderhöhe konstant bleibt.This construction makes it possible to get one out wide flow rate range a constant residual to reach the height. In contrast to a recoil vein til it is not necessary for an overflow valve that it is absolutely tight. It only has to be the remaining head ga rant, a slight leak is allowed. It can by this structural design ensures that at least least for a pump delivery rate range of 0-20 l / min Remaining head remains constant.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Innendurchmesser (d) des Ventilsitzringes dem lichten Durchmesser der Bypassleitung entspricht.According to a further feature of the invention can be provided be that the inner diameter (d) of the valve seat ring clear diameter of the bypass line corresponds.
Durch diese Maßnahmen wird eine Einengung des Strömungsquer schnittes und damit eine Erhöhung des Druckabfalles über dem Überströmventil vermieden.These measures reduce the flow cross cut and thus an increase in pressure drop above the Overflow valve avoided.
Für viele Anwendungen in Heizungsanlagen ist es zweckmäßig, die Stellung des Überstromventiles, das meist in der Bypass-Lei tung zu einem Heizkörper angeordnet ist, anzuzeigen, oder ver schiedene Steuervorgänge vom Schaltzustand des Überströmventi les abzuleiten. Dabei ist es erstrebenswert einen zusätzlichen Druckverlust möglichst zu vermeiden.For many applications in heating systems, it is useful to Position of the overflow valve, usually in the bypass line device is arranged to a radiator, display, or ver different control processes from the switching state of the overflow valve to derive les. It is desirable to add one Avoid pressure loss if possible.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann daher vorge sehen sein, daß eine Meßkammer vorgesehen ist, die über min destens eine Bohrung in der Wand des Überströmventiles, die anströmseitig des Ventilsitzringes angeordnet ist, mit der Zu strömleitung verbunden ist, und in der eine mit einem Schalt organ in Verbindung stehende, die Kammer teilende und mittels einer Feder in Richtung einer Verkleinerung der über die Boh rung mit der Zuströmleitung verbundene Teilkammer der der Meß kammer vorgespannte Membran angeordnet ist, wobei die ober halb der Membran liegende Teilkammer über mindestens eine Boh rung mit der Abströmseite des Ventiles verbunden ist.According to a further feature of the invention can therefore be pre- can be seen that a measuring chamber is provided, which over min at least a hole in the wall of the relief valve, the is arranged on the upstream side of the valve seat ring, with the zu flow line is connected, and in the one with a switch organ related, dividing the chamber and by means of a spring in the direction of a downsizing of the Boh tion connected to the inflow sub-chamber of the measuring chamber biased membrane is arranged, the upper partial chamber lying half of the membrane over at least one Boh tion is connected to the downstream side of the valve.
Durch diese Maßnahmen läßt sich auf einfache Weise der Diffe renzdruck, der über dem Überströmventil abfällt zur Auslösung eines Schaltvorganges ausnutzen. Dieser kann wahlweise zur Einleitung eines Steuervorganges oder einfach zur Anzeige des Schaltzustandes des Überströmventiles benutzt werden.These measures make it easy to set the differences limit pressure that drops across the overflow valve for triggering exploit a switching process. This can optionally be used Initiation of a control process or simply to display the Switching status of the overflow valve can be used.
Weiters kann vorgesehen sein, daß der Ventilschaft hohl ausge bildet ist.Furthermore, it can be provided that the valve stem is hollow forms is.
Auf diese Weise ergibt sich eine geringe Massenträgheit des Ventilkörpers, wodurch sich ein günstigeres Verhalten des Ven tiles ergibt.This results in a low mass inertia Valve body, which results in a more favorable behavior of the Ven tiles results.
Weiters kann vorgesehen sein, daß der Ventilteller mit einer Drosselbohrung versehen ist.Furthermore, it can be provided that the valve plate with a Throttle bore is provided.
Durch diese kontrollierte Undichtheit ist sichergestellt, daß es nicht durch Temperatureinflüsse zu einem kurzzeitigen An sprechen des Ventiles auch bei fehlendem Durchfluß durch die Leitung kommt.This controlled leak ensures that it not due to temperature influences for a short time speak of the valve even when there is no flow through the Line is coming.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigtThe invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. It shows
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Überströmventiles, Fig. 1 shows a section through an embodiment of an overflow valve according to the invention,
Fig. 2 die Regelcharakteristik eines solchen Über strömventiles, FIG. 2 shows the control characteristics of such an strömventiles,
Fig. 3 die Anordnung eines Überströmventiles in einer schematisch dargestellten Warmwasser-Heizungs anlage, Fig. 3 shows the arrangement of a system overflow valve in a schematically illustrated hot-water heating,
Fig. 4 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungs beispiel eines erfindungsgemäßen Ventiles mit einer Meßkammer, und Fig. 4 shows a section through a further embodiment example of a valve according to the invention with a measuring chamber, and
Fig. 5 einen Schnitt durch einen Ventilteller. Fig. 5 shows a section through a valve plate.
In der Fig. 1 ist eine Ausführungsform eines Überströmventiles dargestellt, bei dem das Überströmventil 1 einen Einlaßstut zen 2 und einen Auslaßstutzen 3 besitzt, die mit entsprechen den Gewinden für den Anschluß an eine Bypassleitung versehen sind. In den Einlaßstutzen 2 ist ein Ventilsitzring 4 einge drückt. Dieser Ventilsitzring 4 weist auf seiner nach innen weisenden Seite eine nutförmige Ausdrehung 5 auf, wodurch sich einerseits ein kegelförmiger Dichtringsitz 6 und andererseits am Umfang gleichmäßig verteilte schnappbar ausgeführte Nocken 7, durch welche den Ventilsitzring 4 im Einlaßstutzen 2 sicher fixiert werden kann, ergeben. Der Innendurchmesser d des Ven tilsitzringes entspricht der lichten Weite der Bypassleitung. Auf dem kreisringförmigen Dichtsitz 6 liegt die kreisförmige, plane Dichtfläche eines Ventiltellers 8 auf. Der Ventilteller weist eine Strömungskante 9 auf, deren Radius maximal 0,5 mm betragen soll. Ein Ventilschaft 10 ist auf der Dichtfläche des Ventiltellers 8 abgewandten Seite vorgesehen. Aus Masseträgheitsgründen ist dieser Schaft 10 hohl ausgeführt (Fig. 5). Er ist in einer Nabe 11 eines Speichenringes 12 axial verschieblich gelagert. Der Speichenring 12, der zumin dest drei Speichen 13 aufweisen soll, ist in einer Ringschul ter 15 im Ventilgehäuse 14 eingelegt. Auf den Ventilkörper 8, 10 wirkt eine Druckfeder 16, die den Ventilteller 8 in dichtende Anlage an den kreisringförmigen Dichtsitz 6 bringt. Diese Druckfeder 16 stützt sich einerseits an der Nabe 11 und andererseits an der Rückseite des Ventiltellers 8 ab und wird vorzugsweise durch eine im Ventilteller befindliche Nut 17 bzw. durch die Mantelfläche der zum Ventilteller hin verlän gerten Nabe 11 geführt. Diese Nabenverlängerung dient auch als Öffnungsanschlag für den Ventilkörper 8, 10.In Fig. 1, an embodiment of an overflow valve is shown, in which the overflow valve 1 has an inlet pipe 2 and an outlet pipe 3 , which are provided with corresponding threads for connection to a bypass line. In the inlet port 2 , a valve seat ring 4 is pressed. This valve seat ring 4 has on its inward-facing side a groove-shaped recess 5 , which on the one hand results in a conical sealing ring seat 6 and on the other hand uniformly distributed snaps 7 designed by the circumference, by means of which the valve seat ring 4 can be securely fixed in the inlet port 2 . The inner diameter d of the valve seat ring corresponds to the clear width of the bypass line. Formed on the annular sealing seat 6, the circular, planar sealing surface lying on a valve disk. 8 The valve disk has a flow edge 9 , the radius of which should be a maximum of 0.5 mm. A valve stem 10 is provided on the sealing surface of the valve plate 8 facing away from the side. For reasons of inertia, this shaft 10 is hollow ( FIG. 5). It is axially displaceably mounted in a hub 11 of a spoke ring 12 . The spoke ring 12 , which should have at least three spokes 13 , is inserted in an annular shoulder 15 in the valve housing 14 . A pressure spring 16 acts on the valve body 8, 10 and brings the valve plate 8 into sealing contact with the annular sealing seat 6 . This compression spring 16 is supported on the one hand on the hub 11 and on the other hand on the back of the valve plate 8 and is preferably guided through a groove 17 located in the valve plate or through the lateral surface of the hub 11 extended to the valve plate. This hub extension also serves as an opening stop for the valve body 8, 10 .
Um sicherzustellen, daß über einen für die Heizanlage aus reichend großen Pumpenfördermengenbereich eine konstante Rest förderhöhe erreicht wird, sind die Querschnittsverhältnisse im Überströmventil 1 von entscheidender Bedeutung. So ist es hierfür erforderlich, daß sich das Verhältnis des lichten Durchmessers d des Ventilsitzringes 4 zum Durchmesser D des Ventiltellers 8 wie 1 : 1,26 verhält, was einem Flächen verhältnis von 1 : 1,6 entspricht. Weiters ist es notwendig, daß das Durchmesserverhältnis des Gehäuses 14 und des Ventil tellers DG/D = 1,35 beträgt. Dies ergibt ein Verhältnis der beiden Flächen von 1,83 : 1, d. h. der Gehäusequerschnitt ist um 83% größer als die Ventiltellerfläche.In order to ensure that a constant residual delivery head is achieved over a sufficiently large pump delivery range for the heating system, the cross-sectional relationships in the overflow valve 1 are of crucial importance. So it is necessary for this that the ratio of the clear diameter d of the valve seat ring 4 to the diameter D of the valve plate 8 behaves as 1: 1.26, which corresponds to an area ratio of 1: 1.6. Furthermore, it is necessary that the diameter ratio of the housing 14 and the valve plate D G / D = 1.35. This results in a ratio of the two surfaces of 1.83: 1, ie the housing cross section is 83% larger than the valve disc surface.
Zusammen mit der Abstimmung der Druckfeder 16 auf eine vorbe stimmte Restförderhöhe erzielt man durch die vorliegende Kon struktion ein Überströmventil, welches die in der Fig. 2 dar gestellte Regelcharakteristik aufweist. Es ergibt sich eine in weitem Bereich senkrechte Kennlinie, die jedoch bereits bei Abweichungen von den angegebenen Querschnittsverhältnissen um einige % nicht mehr der Senkrechten entspricht (Fig. 2).Together with the tuning of the compression spring 16 to a pre-determined residual head, the present con struction achieves an overflow valve which has the control characteristic shown in FIG. 2. The result is a characteristic curve that is vertical in a wide range, which, however, already no longer corresponds to the vertical in the event of deviations from the specified cross-sectional conditions by a few% ( FIG. 2).
In der Fig. 3 ist die Anordnung eines derartigen Überströmven tiles in einer schematisch gezeichneten Heizungsanlage darge stellt. In der Rücklaufleitung 21 eines Warmwasser-Heizgerä tes 22 ist eine Umwälzpumpe 25 zu den Heizkörpern 24 gefördert, welche mit Thermostatventilen 26 versehen sind. Um bei einem Schließen dieser Thermostatventile ein Abschalten der Anlage infolge Wassermangels zu vermeiden, ist zwischen der Vor- und der Rücklaufleitung 21 eine Bypassleitung 27 mit einem erfin dungsgemäßen Überströmventil 1 angeordnet. Durch dieses Über strömventil wird erreicht, daß eine vorbestimmte Restförder höhe in einem Pumpenfördermengenbereich von 0-20 l/min auf rechterhalten werden kann.In Fig. 3, the arrangement of such Überströmven tiles in a schematically drawn heating system is Darge. In the return line 21 of a hot water heater 22 , a circulating pump 25 is conveyed to the radiators 24 , which are provided with thermostatic valves 26 . In order to avoid switching off the system due to lack of water when closing these thermostatic valves, a bypass line 27 with an overflow valve 1 according to the invention is arranged between the supply and return lines 21 . This overflow valve ensures that a predetermined residual delivery height can be maintained in a pump delivery rate range of 0-20 l / min.
Bei der Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Überströmven tiles nach der Fig. 4 weist die Wand des Ventiles 1 an dessen Zuströmseite eine Bohrung 30 auf, die eine Verbindung zu einer Meßkammer 31 herstellt, u. zw. zu deren unter einer Membran 32 liegenden Teilkammer 33. Diese Membran 32 ist durch eine Fe der 34 in Richtung einer Verkleinerung der unter der Mem bran 33 liegenden und mit der Bohrung 30 mit der Zuströmseite des Ventiles 1 verbundenen Teilkammer 33 vorgespannt. Die Mem bran 32 ist über ein Übertragungsglied 35 mit einem Schal ter 36 verbunden und betätigt diesen bei Erreichen eines vor bestimmten Schaltdruckes an der Zuströmseite des Ventiles 1.In the embodiment of a Überströmven tiles according to the invention according to FIG. 4, the wall of the valve 1 on its inflow side has a bore 30 which creates a connection to a measuring chamber 31 , u. between their subchamber 33 lying under a membrane 32 . This diaphragm 32 is biased by a Fe 34 in the direction of a reduction of temperature below the Mem bran 33 and connected to the bore 30 with the upstream side of the valve chamber 1 part 33rd The Mem bran 32 is connected via a transmission member 35 to a switch ter 36 and actuates this when reaching a certain switching pressure on the inflow side of the valve 1st
Dabei sind an der Abströmseite des Ventiles weitere Bohrun gen 37, 37′ angeordnet, die die Abströmseite des Ventiles, also den stromab des Dichtsitzes liegenden Bereich des Venti les 1 mit der oberen Teilkammer 33′ der Meßkammer 31 verbin det. In this case, on the outflow side of the valve, further bores 37, 37 ' are arranged which connect the outflow side of the valve, that is to say the region downstream of the sealing seat of the valve 1 with the upper partial chamber 33' of the measuring chamber 31 .
Dadurch entspricht die Membran 32 auf den über dem Über strömventil anfallenden Differenzdruck an, wobei in der unteren Teilkammer 33 der an der Anströmseite 2 des Überströmventiles herrschende Druck und in der oberen Teilkammer 33′ der an der Abströmseite 3 herrschende Druck wirkt, da diese Teilkammern über Bohrungen 30, bzw. 37, 27′ mit der Anströmseite, bzw. der Abströmseite des Ventiles in Verbindung stehen.As a result, the diaphragm 32 corresponds to the differential pressure generated via the overflow valve, with the pressure prevailing on the inflow side 2 of the overflow valve in the lower subchamber 33 and the pressure prevailing on the outflow side 3 in the upper subchamber 33 ' , since these subchambers over Bores 30 and 37, 27 'are connected to the inflow side and the outflow side of the valve.
Um ein Ansteigen des Druckes in einem nicht durchströmten Leitungsabschnitt, z. B. aufgrund eines Temperaturanstieges, zu verhindern, ist das Ventilteller 8, wie in der Fig. 5 dar gestellt, mit einer Drosselbohrung 38 versehen, die in den hohlen Schaft 10 des Ventiltellers 8 mündet und eine defi nierte Undichtheit des Überströmventiles bestimmt.To increase the pressure in a line section not flowed through, for. B. due to a rise in temperature, the valve plate 8 , as shown in FIG. 5 is provided with a throttle bore 38 which opens into the hollow shaft 10 of the valve plate 8 and a defined leakage of the overflow valve is determined.
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