DE4316484A1 - Durchflußbegrenzer für Fernheizungsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchflußbegrenzer für Fernheizungsanlagen mit einem in einem gemeinsamen Ge­ häuse angeordneten Differenzdruckregler und Differenz­ druckgeber, welcher als von einem Motor betätigbares Einsitzventil mit Sitz und Kegel ausgebildet ist.

In Fernheizungsrohrnetzen tritt das Problem auf, die Benutzer des Rohrleitungsnetzes unabhängig davon zu ma­ chen, ob sie in der Nähe der Heizwasser-Druckpumpe oder weit entfernt davon angeschlossen sind. In der Nähe der Druckpumpe ist der Differenzdruck zwischen Vor- und Rücklauf groß, der Differenzdruck wird um so kleiner, je weiter entfernt die Anschlußstelle ist. Um die Be­ nutzer unabhängig vom Anschlußort zu machen, sind daher in jeder Anschlußstation Durchflußbegrenzungen unter Benutzung der eingangs genannten Durchflußbegrenzer vorgesehen.

Bei älteren Fernheizungsnetzen wurde der Durchfluß da­ durch begrenzt, daß Vor- oder Rücklauf mit einer Norm­ blende versehen wurden und ein an anderer Stelle der Rohrleitung eingebauter Differenzdruckregler dafür sorgte, daß der Differenzdruck an der Blende etwa kon­ stant blieb. Mit Hilfe des Normblendensignals konnte der Durchfluß auch gemessen werden. Heutzutage wird statt einer Normblende eine verstellbare Öffnung in Form eines von Hand oder von einem Stellantrieb, z. B. einem Elektromotor betätigbaren Ventiles vorgesehen, das in ein und derselben Armatur mit dem den Differenz­ druck konstant haltenden Differenzdruckregler unterge­ bracht ist.

Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß es z. B. beim Anfah­ ren einer Benutzerstation, beim Schnellschluß oder bei ungewollten Druckschwankungen im Vorlauf oder Rücklauf des Fernheizungsnetzes passieren kann, daß die Druck­ differenz am Kegel des Differenzdruckgebers, dessen Hub den wirksamen Querschnitt des Differenzdruckgebers be­ stimmt, außerordentlich hoch wird; dies ist in der Re­ gel der Fall, wenn dem Kegel des Differenzdruckgebers auf seinem Sitz aufliegt. Die am Kegel wirkenden Kräfte können so hoch werden, daß der Stellantrieb, mit wel­ chem der Kegel verstellt werden kann, nicht mehr in der rage ist, ihn von seinem Sitz anzuheben.

Es ist daher vorgeschlagen worden, den Differenzdruck­ geber nicht mit einem einfachen Einsitzventil auszurü­ sten, sondern mit einem entlasteten Ventil, bei dem die am Kegel wirkenden Kräfte unabhängig von dem an ihm herrschenden Differenzdruck sind. Eine solche Lösung des Problems ist aber technisch aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, hier Abhilfe durch eine einfache, kostengünstige, wenig Raum beanspruchende und betriebssichere Gestaltung der die wirksame Quer­ schnittsfläche des Differenzdruckgebers bestimmenden Ventilteile zu schaffen.

Ausgehend von einem Durchflußbegrenzer der eingangs ge­ nannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung da­ durch gelöst, daß der Kegel des Differenzdruckgebers auf der zugeordneten Ventilstange beweglich angeordnet ist und als Teil eines weiteren Ventils zwischen der stromauf liegenden Seite des Differenzdruckgeber-Kegels und seiner stromab liegenden Seite dient, das beim An­ steigen des an dem Kegel anliegenden Differenzdruckes über eine vorgegebene Differenzdruckhöhe beide Druck­ räume miteinander verbindet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Kegel des Differenzdruckgebers federbelastet in Anlage mit einem auf der gleichen Ventilstange fest angeordneten kleineren Ventilteller gehalten.

An Stelle einer formschlüssigen Verbindung zwischen Hauptkegel des Differenzdruckgebers und Ventilstange wird dieser erfindungsgemäß auf der Ventilstange von einer Feder beaufschlagt beweglich gehalten und es wird mittels eines Hilfskegels eine Verbindung zwischen Hin­ ter- und Vorderseite des Hauptkegels dann hergestellt, wenn der Differenzdruck am Kegel zu hoch wird. Hierzu ist die Federkraft der Feder so zu bemessen, daß sie größer als die im Normalbetrieb auftretende Strömungs­ kraft ist. Auf diese Weise werden die oben genannten den Betrieb der Durchflußbegrenzer gefährdenden hohen Differenzdrücke am Differenzdruckgeber auf einfache und betriebssichere Weise mit Sicherheit vermieden.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrie­ ben.

Wie die einzige Figur zeigt, umfaßt ein Durchflußbe­ grenzer 10 in einem gemeinsamen Gehäuse 11 einen Diffe­ renzdruckgeber 12 und einen Differenzdruckregler 14, welche den wirksamen Durchtrittsquerschnitt zwischen einem Zulauf 16 mit dem Druck p1 und einem Ablauf 18 mit dem Druck p2 beeinflussen.

Der Differenzdruckregler 14 ist an sich bekannter Bau­ art und besitzt ein Differenzdruckmeßwerk 20 mit einer von einer Feder 21 einseitig belasteten Membrane 22, auf die einerseits über eine Leitung 24 der Vorlauf­ druck p1 aus dem Zulauf 16 und andererseits der Zwi­ schendruck pa aus dem Strömungsbereich hinter dem Differenzgeberteil 12 einwirkt, der über eine Bohrung 25 in den Raum unterhalb der Membran 22 gelangt.

Das von Hand oder von einem Stellantrieb, z. B. von ei­ nem Elektromotor verstellbare Drosselorgan des Diffe­ renzdruckgeberteiles 12 ist zweiteilig ausgebildet und umfaßt auf einer, gemeinsamen Ventilstange 30 einen dar­ auf lose angeordneten, den Querschnitt des Differenz­ druckgebers bestimmenden Kegel 32 und einen Hilfskegel 33, der ortsfest auf der Ventilstange sitzt. Über eine Feder 35, die sich an einem Anschlag 36 der Ventil­ stange 30 abstützt, wird der lose Hauptkegel 32 in An­ lage mit dem Hilfskegel 33 gehalten. Eine Bohrung 37 im Kegel 32, welche mithin den Sitz des Hilfsventiles bil­ det, verbindet die stromauf liegende Seite des Kegels 32 mit der stromab liegenden Seite, wenn die Stell­ kräfte an der Ventilstange 30 zu klein sind, um den Ke­ gel 32 vom Sitz abzuheben oder allgemein gesagt, wenn der Differenzdruck p1-pa (pa = Differenzdruck zwischen p1 und p2) so hoch ist, daß der Ventilkegel 32 entgegen der Kraft der Feder 35 vom Hilfskegel 33 abgehoben wird.

Das Drosselorgan 40 des Differenzdruckreglers 14 bildet den oberen Ventilsitz für den Ventilkegel 32 des Diffe­ renzdruckgebers 12.

Auf den Durchtrittsquerschnitt 50 zwischen Zulauf 16 und Ablauf 18 wirken also zwei Drosselorgane, nämlich 40 und 32 ein, von denen das erste Drosselorgan 32 den gewünschten Differenzdruck liefert und entweder von Hand oder durch den genannten Elektromotor bewegt wer­ den kann, während das zweite Drosselorgan 40 mittels einer Stange 23 über das Differenzdruckmeßwerk bewegt wird und den vorgegebenen Differenzdruck auf gleicher Höhe hält. Je nach Höhe des Differenzdruckes an der Membrane 22 wird also ein bestimmter Querschnitt an der Durchtrittsöffnung 50 eingestellt. Der Differenzdruck pa zwischen dem Eingangsdruck p1 und dem Druck hinter dem Differenzdruckgeber liegt in der Regel in der Grö­ ßenordnung von wenigen mWS.

Wird nun beim Anfahren der Benutzerstation oder bei un­ gewollten Druckschwankungen im Vorlauf oder Rücklauf unabhängig von der Einstellage des Hauptkegels 12, ins­ besondere bei seiner geschlossenen Stellung, der Diffe­ renzdruck pa an 12 so groß, daß die Stellkräfte an der Ventilstange den Kegel 12 nicht mehr von seinem Sitz abzuheben imstande sind, dann wird zunächst der Hilfs­ kegel 33 bewegt, wodurch Druckausgleich an 12 statt­ findet und der wirksame Querschnitt wieder frei einge­ stellt werden kann.

Claims (2)

1. Durchflußbegrenzer für Fernheizungsanlagen mit in einem gemeinsamen Gehäuse angeordneten Differenz­ druckregler und Differenzdruckgeber, welcher als von einem Motor betätigbaren Einsitzventil mit Sitz und Ke­ gel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegel (32) des Differenzdruckgebers auf der zuge­ ordneten Ventilstange (30) beweglich angeordnet ist und als Teil eines weiteren Ventils zwischen der stromauf liegenden Seite des Differenzdruckgeber-Kegels (32) und seiner stromab liegenden Seite dient, das beim Anstei­ gen des an dem Kegel anliegenden Differenzdruckes über eine vorgegebene Differenzdruckhöhe beide Druckräume miteinander verbindet.

2. Durchflußbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kegel (32) federbelastet (Feder 35) in Anlage mit einem auf der gleichen Ventilstange (30) fest angeordneten kleineren Kegel (Hilfskegel 33) gehalten ist.