DE4425114C2 - Ventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere für eine Vorrichtung zur Regelung eines Durchflusses mit einem in einem Ventilgehäuse angeordneten kugelförmigen Ventilkör­ per, der um eine Drehachse drehbar ist und einen Durchlaß mit mindestens einer ersten Öffnung aufweist, deren Ebenennormale sich im wesentlichen senkrecht zur Dreh­ achse erstreckt.

Gebäude werden heute mit einer hohen Wärmedämmung errich­ tet bzw. nachträglich mit einer hohen Wärmedämmung verse­ hen; dies ist insbesondere aufgrund staatlicher Wärme­ schutzverordnungen und -gesetze für Wohn- und Zweckbauten bedingt. Hierdurch werden die zur Beheizung der Gebäude erforderlichen Energieströme, insbesondere des Heizwas­ sers, drastisch gesenkt. Da vor allem Fernwärmeanlagen mit hoher Temperaturspreizung zwischen Vorlauf und Rück­ lauf betrieben werden, sind die bei erhöhter Wärmedämmung zur Beheizung eines Gebäudes erforderlichen Wärmemengen und damit die Heizwassermengen äußerst gering. Diese Mengen sind derart gering, daß bisher bekannte, den Heizwasserdurchfluß automatisch steuernde Ventile nicht mehr zuverlässig eingesetzt werden können, da deren Auflösungen und Stellverhältnisse bei den sich ergebenden geringen Durchflüssen eine stabile Regelung nicht mehr zulassen. Wenn derartige bekannte Ventile eingesetzt werden, ergeben sich vielmehr instabile, pendelnde Regel­ kreise mit außerordentlich schlechtem Regelverhalten und hierdurch schlechter Energieausnutzung.

Beispielsweise ist bei der Beheizung einer mittleren Wohnung eine Heizleistung von 7 kW ausreichend. Bei einer Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf auf der Primärseite von beispielsweise 80°C ergeben sich bei 100% Heizleistung Heizwasservolumenströme von lediglich 75 l pro Stunde. Dieser schon relativ kleine Heizwasserbedarf ist derart zu vermindern, daß in Teillastbereichen fein­ fühlige Ventilstellungen gesichert durchgeführt werden können. Bei einem gewünschten Dynamikbereich von bei­ spielsweise 1 : 50 ergibt sich die Forderung, daß noch eine sichere, stabile Regelung bei 1,5 l pro Stunde Durchfluß gewährleistet ist.

Das DE 79 31 893 U1 betrifft ein Kugelventil mit einem in einem Gehäuse angeordneten, drehbaren, kugelförmigen Ventilkörper, der mit einem geradlinig verlaufenden, im Querschnitt kreisförmigen Durchlaß versehen ist. Gleiches gilt für das DE-GM 77 03 253. Hier sind zur Mengen- und/oder Druckregelung noch zusätzlich in einem Einsatz des Gehäuses kreisrunde Öffnungen ausgebildet, die mit dem Durchlaß zusammenwirken.

Die GB 2 115 112 zeigt einem zylindrischen Durchlaß eines kugelförmigen Ventilkörpers zugeordnete, sich unter einem bestimmten Winkel dreieckförmig erweiternde Öffnun­ gen, deren Öffnungswinkel mindestens 60° beträgt.

Die US 3,409,270 betrifft einen Hahn mit nahezu zylin­ drischem bzw. leicht konischem Ventilkörper in Eck-Ven­ tilausführung. Die Umfangsöffnung ist dabei als dreieck­ förmiger Schlitz ausgebildet.

Die gattungsgemäße DE 41 43 306 C2 zeigt schließlich ei­ nen Kugelhahn mit einem Gehäuse und einem darin angeord­ neten Kugelküken, welches einen geraden, senkrecht zur Drehachse verlaufenden Durchlaß aufweist. Das Kugelküken wird über Ringdichtungen aus Metall und Graphit im Gehäu­ se dicht gehalten, wobei eine Ringdichtung durch eine koaxiale, zum Durchlaß wirkende Tellerfeder unter Ver­ mittlung eines Winkel rings gegen das Kugelküken und dieses gegen die andere Ringdichtung gedrückt wird.

Entsprechend der Funktion des Kugelhahns als solchem weist der Durchlaß und weisen die Öffnungen des Durchlas­ ses im Kugelküken und zugeordnete Öffnungen im Ventilge­ häuse kreisförmigen Querschnitt auf. Damit ist der Kugel­ hahn, wie dies eben bei einem Kugelhahn der Fall ist, nur zum vollen Öffnen und Schließen geeignet, auf keinen Fall aber zu einer in Abhängigkeit vom Drehwinkel definierten Durchflußveränderung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Kugelhahn dahingehend weiterzuentwickeln, daß eine defi­ nierte Abhängigkeit zwischen Drehstellung und Durchlaß­ querschnitt erreichbar ist und demgemäß ein solches Ventil in einer automatisch arbeitenden Regelvorrichtung insbesondere mit mehreren Steuergrößen einsetzbar ist.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei einem Ventil der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Ventilkörper in einem Lager aus zwei ihn aufnehmenden und an ihn angepaßten Lagerschalen im Ventilgehäuse gelagert ist, daß der Durchlaß des Ventilkörpers L-förmig ausge­ bildet ist und daß die erste Öffnung des Durchlasses mit einer Öffnung in einer der Lagerschalen zusammenwirkt, wobei mindestens eine der Öffnungen als sich in Umfangs­ richtung um die Drehachse erstreckender Schlitz mit definierten Querschnittsabmessungen ausgebildet ist.

Durch ein im Ventilgehäuse angeordnetes Lager mit zwei Lagerschalen, dessen Innenseite an den Ventilkopf ange­ paßt ist, d. h. kalottenförmig ausgebildet ist, ist eine einfache Lagerung mit geringer Reibung für den kugelför­ migen Ventilkörper zu erreichen, damit dieser durch einen im Hinblick auf die zur Verfügung stehende Energie rela­ tiv schwachen Antrieb zur Veränderung der Größe der Durchflußöffnung angetrieben werden kann. Die Ausbildung einer der Öffnungen mit Flächennormale senkrecht zur Drehachse in Form eines sich in Umfangsrichtung um die Drehachse erstreckenden Schlitzes mit definierten Quer­ schnittsabmessungen ergibt erst die Möglichkeit einer definierten Steuerung bzw. Regelung des Durchlaßquer­ schnittes, nämlich der Regelung des Durchlaßquerschnitts in einfacher Abhängigkeit von der Drehwinkelstellung des Ventilkörpers. Durch den L- oder winkelförmig ausgebilde­ ten Durchlaß im Ventilkörper mit einer Öffnung mit Flä­ chennormale parallel zur Drehachse wird zusätzlich die unmittelbare Zuordnung eines weiteren Ventils zum erfin­ dungsgemäßen Ventil zur Steuerung oder Regelung einer anderen Durchflußgröße als der, die durch das erfindungs­ gemäße Ventil über dessen sich in Umfangsrichtung er­ streckenden Schlitz geregelt wird, ermöglicht. Auf diese Weise kann der Schlitz beispielsweise zur Durchflußregelung in Abhängigkeit von der Temperaturmessung eingesetzt werden, während ein anderes Ventil zur Volumenstromregelung dient. Entsprechend ist so das erfindungsgemäße Ventil als Wirkdruckgeber zur Volumenstromregelung und verstell­ bare Regeltoreinheit für die Temperaturregelung einsetz­ bar.

Statt eines üblichen linear arbeitenden Hubventils ver­ wendet die Erfindung einen kugelförmigen Ventilkörper. Umstellbare Kugeldurchlässe dienen bei Absperrhähnen oder Kugelschiebern lediglich zum vollen Öffnen bzw. Schließen eines Durchlasses, nicht aber zur genauen Steuerung oder Regelung eines Durchflusses über einen größeren Dynamik­ bereich. Um dies zu erreichen, sieht die Erfindung wei­ terhin eine Öffnung, sei es im Ventilkörper selbst, sei es in einer diesem zugeordneten Lager, vor, die einen genau definierten Querschnitt aufweist und insbesondere in Umfangsrichtung um die Drehachse eine größere Erstreckung aufweist als in Querrichtung hierzu (Breite) paral­ lel zur Drehachse.

Je nach gewünschtem Steuerverhalten kann die Breite der Öffnung über die Länge hin konstant sein oder sich über die Länge hin in definierter Weise, insbesondere linear, ändern; in letzterem Falle hätte die Öffnung die Form eines gestreckten Dreiecks.

In bevorzugter Ausgestaltung besteht das Lager aus aus­ wechselbaren Halbschalen. Das Lager wird gegen den Ven­ tilkörper gedrückt. Da das Lager aus Halbschalen besteht, so wird eine der Halbschalen elastisch gegen den Ventil­ körper und hierdurch dieser gegen die andere Halbschale gedrückt; zum Andrücken können Federn, wie Tellerfedern, vorgesehen sein, die beispielsweise in der Zuflußöffnung der Vorrichtung angeordnet sind, und ihr Widerlager an einem Seegerring oder dergleichen. Die Öffnung und Auf­ nahme des Lagers und des von diesem umgebenen Ventilkör­ pers kann dabei eine einfache zylindrische Bohrung in einem Ventilgehäuse sein.

In weiteren bevorzugten Ausgestaltungen kann vorgesehen sein, daß das Lager im wesentlichen zumindestens teilku­ gelförmige Außenkonturen aufweist oder daß die Außenkon­ tur des Lagers zylindrisch ist, wobei insbesondere die dem Ventilkörper zugewandte Innenseite des Lagers aus PTFE besteht.

Weiterbildungen sehen vor, daß das gesamte Lager aus PTFE besteht oder daß das Lager aus Metall, insbesondere Bronze, besteht.

Der Ventilkörper wird vorzugsweise durch einen elektri­ schen Drehantrieb angetrieben, der wiederum durch eine Führungsgröße gesteuert wird, wie beispielsweise eine durch einen Temperaturfühler gemessene Temperatur.

Der Drehwinkel des Ventilkörpers wird vorzugsweise be­ grenzt, und zwar durch einen stationären oder ortsfesten Anschlagsstift und ein entsprechendes Anschlagselement am Ventilkörper.

Um das erfindungsgemäße Ventil jeweils unterschiedlichen Einsatzbedingungen anpassen zu können, sieht eine bevor­ zugte Weiterbildung vor, daß die Begrenzung des Drehwin­ kels einstellbar ist, wobei insbesondere eine betätigbare Verstelleinrichtung zur Begrenzung des Drehwinkels des Ventilkörpers vorgesehen ist. Konkret wird dies dadurch realisiert, daß die Verstelleinrichtung einen Teilzahn­ radkranz mit einer Anschlagwand aufweist, wobei der Teilzahnradkranz über eine Zahnspindel von außen her einstellbar ist.

In Weiterbildung kann eine Notstellfunktion für den Ventilkörper vorgesehen sein, wobei insbesondere vorgese­ hen ist, daß an einer Drehspindel für den Ventilkörper eine vorgespannte Schraubenfeder angreift, um den Ventil­ körper bei Freigabe vom Antrieb in eine Sicherheits-End­ stellung zu bewegen, und der Antrieb für den Ventilkörper unter elektromagnetischer Wirkung entgegen einer Entkopp­ lungsfeder ankoppelbar ist.

Wenn die Vorrichtung zur Volumenstromregelung eingesetzt werden soll, so sehen Weiterbildungen eine Volumenstrom­ regeleinrichtung vor, wobei die erste Ventilanordnung als Wirkdruckgeber für die zweite Ventilanordnung dient und wobei insbesondere ein Membranantrieb vorgesehen ist, dessen eine Kammer mit dem Einlaß zum ersten Ventil in Verbindung steht, während dessen andere Kammer mit der Auslaßöffnung des ersten Ventils in Verbindung steht.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß die definierte Öffnung oder Steueröffnung, die vorzugsweise, wie gesagt, als kleiner Schlitz ausgebildet ist, sehr unempfindlich gegenüber Verschmutzung ist, da der Schlitz mit einer relativ hohen Strömungsgeschwindigkeit durch­ strömt wird, so daß sich Schmutzteilchen nicht im Bereich des Schlitzes ablagern können.

Der Schlitz kann fertigungstechnisch in unterschiedlicher Weise geschaffen werden, beispielsweise durch Laserbren­ nen, Erodieren oder Stanzen in einem vorgegebenen Lager­ teil oder aber durch Sintern oder Spritzgießen eines von vornherein mit einem Schlitz versehenen Lagerteils.

Der Werkstoff für die Lagerteile kann in geeigneter Weise gewählt werden, beispielsweise vollständig aus verstärk­ tem oder unverstärktem PTFE bestehen oder aber aus einem Sintermaterial oder aber Metall, wobei die anderen Mate­ rilien vorzugsweise mit PTFE auf ihrer dem Ventilkör­ per zugewandten Fläche beschichtet sind. Die Lagerteile umgreifen vorzugsweise eine den Ventilkörper drehende Spindel mit Ausnehmungen, zumindestens teilweise; hier­ durch werden die Lagerteile gegen ein eigenes Verdrehen gesichert.

Sowohl die Lagerteile als auch der Ventilkörper sind auswechselbar, so daß durch Auswechseln des Elements mit der definierten Öffnung sich die Vorrichtung an die jeweiligen geforderten Einsatzbedingungen und Applikatio­ nen anpassen läßt.

Wenn, wie dargestellt, als weiteres Ventil ein Hubventil zur Volumenstromregelung vorgesehen ist, dann wirkt das erstgenannte Dreh-Ventil, dessen eigentliche Aufgabe beispielsweise die Temperatursteuerung ist, zusätzlich als Wirkdruckgeber für die Volumenstromregelung. Über die Öffnungsweise des ersten Dreh-Ventils wird der Sollwert für den Volumenstromregler eingestellt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschrei­ bung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung aus einem bevorzugten Einbauort der Vorrichtung zur Regelung eines Durchflusses;

Fig. 2 eine bevorzugte Ausgestaltung der Vorrichtung weitgehend im Längs­ schnitt;

Fig. 3 eine Sicht auf ein erfindungsgemäßes Ventil entsprechend dem Pfeil III der Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt durch die einstellbare Begrenzungseinrichtung entsprechend IV-IV der Fig. 2;

Fig. 5a eine Aufsicht auf ein Lagerteil für einen Ventilkörper des erfindungsge­ mäßen Ventils entsprechend dem Pfeil A der Fig. 5b;

Fig. 5b einen Schnitt entsprechend B-B durch das Lagerteil der Fig. 5a;

Fig. 6a eine Aufsicht auf eine andere Ausge­ staltung eines Lagerteils entspre­ chend den Pfeilen E der Fig. 6b und 6c;

Fig. 6b einen Schnitt entsprechend D-D durch das Lagerteil der Fig. 6a; und

Fig. 6c eine Seitenansicht auf das Lagerteil der Fig. 6a entsprechend dem Pfeil C.

Eine Vorrichtung 1 zum Regeln eines Durchflusses wird beispielsweise im Vorlauf 2 oder Rücklauf 4 des Primär­ kreislaufes oder der Versorgungsleitung einer Fernwärme­ versorgung angeordnet. Mit 3 ist die Übergabestelle der Fernwärme zu einem Abnehmer, wie beispielsweise einem Mietshaus, bezeichnet, wobei die komplette Übergabesta­ tion entweder einen Wärmetauscher aufweisen kann, wenn die beiden Kreisläufe Versorgungskreislauf 2, 4 und Abnehmerkreislauf 6 körperlich getrennt sind und in einem solchen Wärmetauscher nur Wärme übergeben wird, oder aber mit geeigneten Armaturen, wie Druckminderern, Ventilen etc., versehen sein kann, wenn die Fernwärme-Flüssigkeit vom Fernwärmekreislauf 2, 4 körperlich direkt zum Abneh­ merkreislauf 6 übergeben wird. Im Abnehmerkreislauf 6 sind Verbraucher 7 angeordnet. Weiterhin ist eine Steuer- und Regeleinheit 8 vorgesehen, mit der beispielsweise auf die Vorrichtung 1 aufgrund einer Temperaturänderung am Außentemperaturfühler 9 mit dem elektrischen Drehantrieb eingewirkt wird.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Vorrichtung zum Steuern eines Durchflusses mit mindestens einem erfindungsgemäßen Ventil ist in der Fig. 2 dargestellt. Die Vorrichtung weist einen Einlaß 11 und einen Auslaß 12 auf. Einlaß 11 und Auslaß 12 stehen über ein erfindungsgemäßes Dreh- oder Kugelventil 13 und ein Hub- oder Kolbenventil 14 eines Volumendurchflußreglers 25 sowie eine von diesem zum Auslaß 12 führende Leitung 16 in Verbindung.

Einlaß 11, Auslaß 12, Ventile 13, 14 und Verbindungslei­ tung 16 sind in einem massiven Ventilgehäuse 17 angeord­ net.

Das Dreh- oder Kugelventil 13 weist in der dargestellten Ausführungsform zwei Lagerschalen bzw. Halbschalen 21, 22 auf, die zwischen sich einen kugelförmigen Ventilkörper 23 einschließen. Zur dichten Anlage wird die dem Einlaß 11 zugewandte Lagerschale 21 mittels Federn, hier Teller­ federn 24, gegen den Ventilkörper 23 gedrückt, wobei das Widerlager für die Tellerfedern 24 ein in das Ventilge­ häuse 17 eingesprengter Seegerring 26 ist.

Der Ventilkörper 23 weist einen L-förmigen Durchlaß 27 mit einer Einlaß-Öffnung 28 und einer Auslaß-Öffnung 29 auf.

Die dem Ventileinlaß 11 zugewandte Lagerschale 21 weist eine Öffnung 31 in Form eines Schlitzes auf, der sich in Umfangsrichtung U (Fig. 5b) um die Drehachse DR des Ventilkörpers 23 erstreckt bzw. in Umfangsrichtung U seine größte Längserstreckung aufweist, während seine Breite BR parallel zur Drehachse DR gerichtet ist (Fig. 5a-6c).

Der Durchlaß 27 ist durch zwei senkrecht im Ventilkörper 23 angeordnete Blindbohrungen gebildet, so daß die Öff­ nungen 28, 29 Kreisquerschnitt haben. Der Durchmesser der Einlaß-Öffnung 28 ist mindestens so groß wie die Maximal­ erstreckung der Öffnung 31 in der Halbschale 21, so daß die Durchflußcharakteristik ausschließlich durch die Öffnung 31 bestimmt wird.

Grundsätzlich könnte die definierte Öffnung (hier Öffnung 31 in der Halbschale 21) auch im Ventilkörper 23 ausge­ bildet sein; die Ausbildung der definierten Öffnung 31 in der Halbschale 21 ist aber fertigungstechnisch einfacher und mit größerer Genauigkeit zu verwirklichen als die Ausbildung einer entsprechenden Öffnung im massiven Metall-Ventilkörper 23.

Die definierte Öffnung 31 kann in der Halbschale 21 in verschiedenartiger Weise ausgebildet werden, vorzugsweise durch Laserbrennen, Erodieren, Stanzen, Sintern, Spritz­ gießen oder dergleichen.

Der Werkstoff der Halbschalen 21, 22 ist abhängig vom Verwendungszweck, vom Strömungsmedium und von der Medium­ temperatur. Die Halbschalen 21, 22 können aus Sintermate­ rialien, beschichteten Verbundwerkstoffen oder Metallen, wie beispielsweise Bronze, bestehen. In der Regel weisen die Halbschalen 21, 22 auf ihrer inneren, dem Ventilkör­ per 23 zugewandten Seite zur Reduzierung der Reibung eine PTFE-Beschichtung auf; die Halbschalen 21, 22 können grundsätzlich auch vollständig aus PTFE hergestellt sein.

Die Fig. 5a, b und 6a-c zeigen unterschiedliche Ausge­ staltungen der Halbschale 21 (die Halbschale 22 ist entsprechend ausgebildet). Die Halbschale 21 der Fig. 5a und 5b besteht vollständig aus PTFE. Die Halbschale 21 weist eine Innenkontur 41 auf, die dem Ventilkörper 23, hier einer Kugel, angepaßt ist, so daß die Innenkontur 41 eine Teilkugel- oder Kalottenfläche bildet.

Der Durchlaß 31 ist bei der Ausgestaltung der Fig. 5a und 5b ein V- oder dreieckförmiger Durchlaß mit, wie gesagt, Haupterstreckungsrichtung in Umfangsrichtung U um die Drehachse DR. Die Außenkontur der Halbschale 21 der Fig. 5a, 5b ist zylindrisch; dementsprechend ist die Aufnahme 44 für das Drehventil 13 im Ventilgehäuse 17 ebenfalls eine zylindrische Bohrung, wie dies auch aus der Fig. 2 entnehmbar ist.

Die Lagerschalen 21 und 22 weisen an ihrer Ober- und Unterseite, betrachtet senkrecht zur Haupterstreckungs­ richtung des Durchlasses 31, Teilausnehmungen 46, 47 auf, deren obere (46) dem Eingriff einer Antriebs-Spindel 51 eines Drehantriebs 52 dient, während die untere (47) der Auslaß-Öffnung 29 des Ventilkörpers 23 zugeordnet ist bzw. gegenüberliegt.

Die Einlaß-Lagerschale 21 wird durch einen Dichtring 48 dicht im Ventilgehäuse 17 gehalten.

Die Antriebs- oder Ventilspindel 51 greift mit einem im Schnitt rechteckförmigen Eingriffsende 53 in einen ent­ sprechend ausgeformten und angepaßten Schlitz 28 des Ventilkörpers 23. Derart kann die Ventilspindel 51 den Ventilkörper 23 um die Drehachse DR verdrehen.

Der Drehantrieb 52 ist vorzugsweise ein elektromotori­ scher Drehantrieb, der beispielsweise, wie schon oben erwähnt, durch einen Temperaturfühler, insbesondere einen Außentemperaturfühler, 9 gesteuert wird.

Der Antrieb 52 kann, wie dies in der Fig. 2 angedeutet ist, mit einer Notstellfunktion versehen sein. Hierzu greift an der Drehspindel 51 eine gespannte Schraubenfe­ der 53 mit ihrem einen Ende 54 an, während das andere Ende 56 ortsfest festgelegt ist.

Wird die Antriebsspindel 51 vom elektromotorischen An­ trieb entkoppelt, so dreht die Feder 53 die Antriebsspin­ del 51 und damit den Ventilkörper 23 in eine Sicher­ heits-Endposition, die in gewünschter Weise gewählt werden kann, in der Regel aber den Durchlaß vom Einlaß 11 zum Auslaß 12 sperrt bzw. lediglich einen minimalen Durchfluß ermöglicht.

Eine drehfeste Verbindung zwischen Drehantrieb 52 und Spindel 51 wird beispielsweise lediglich unter Einwirkung eines Hub-Elektromagneten entgegen der Wirkung einer Federkraft (alles nicht dargestellt) bewirkt; ergibt sich ein Stromausfall, so daß der Drehantrieb 53 die Ventil­ stellung des Ventils 13 nicht mehr steuern kann, so wird in gleicher Weise der Hub-Elektromagnet entregt, so daß die erwähnte Feder die Drehspindel 51 auskoppelt und damit freigibt, so daß die Schraubenfeder 53 ihre oben beschriebene Wirkung der Notstellfunktion bewirken kann.

Bei der in Fig. 2 dargestellten bevorzugten Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darüber hinaus der Verstellwinkel der Spindel 51 und damit des Ventil­ körpers 23 beschränkt, und zwar auf maximal 900; der tatsächliche Verstellwinkel kann darüber hinaus in geeig­ neter Weise eingestellt werden.

An der Drehspindel 51 ist ein Radialansatz 61 ausgebil­ det, der zunächst gegen einen stationären Anschlag 62 in Form eines Stiftes anschlagen kann (Fig. 4).

Weiterhin erstreckt sich um einen Teil des Umfanges der Spindel 51 ein Teilzahnkranz 63 mit einer Außenverzahnung 64, dessen eine sich radial zur Spindel 51 erstreckende Stirnseite 65 den anderen Anschlag für den Radialansatz 61 bildet (in Fig. 4 gestrichelt dargestellt).

Zwischen den beiden in Fig. 4 dargestellten Positionen ist der Radialansatz 61 und damit die Spindel 51 maximal verstellbar.

Die Verzahnung 64 des Zahnkranzes 63 greift in eine im Ventilgehäuse 17 eingesetzte Zahnschnecke 66 ein; diese ist an einer von außen zugänglichen Stirnseite 67 mit einer Eingriffsausnehmung 68, beispielsweise einem durch einen Schraubenzieher angreifbaren Schlitz oder einem Innensechskant, versehen, über den die Zahnschnecke 66 verstellt bzw. genauer verdreht werden kann. Beim Verdre­ hen der Zahnschnecke 66 wird der mit dieser kämmende Zahnkranz 63 um die Spindel 51 bzw. deren Drehachse DR aus der in Fig. 4 dargestellten Position entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht; hierdurch kann der tatsächliche Verstellwinkel der Spindel 51 und damit des Ventilkörpers 23 gegenüber den in der Fig. 4 angedeuteten 90° reduziert werden.

Der Verstellwinkel des Ventilkörpers 23 ist damit in gewünschter Weise einstellbar. Bei Verstellung des durch den Zahnkranz 63 gegebenen Anschlags 65 für den Ansatz 61 wird die Maximalöffnung des Durchlasses 27 reduziert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist über das vorste­ hend beschriebene Steuerventil 23 und dessen Drehantrieb 52 hinaus noch die erwähnte Volumenstromregeleinrichtung 25 auf. Diese weist das Hubventil 14 mit einem Ventilsitz 71 und einem Ventilkegel 72 auf. Der Ventilkegel 72 wird durch einen Membranantrieb 73 mit einer Regelmembran 74 beaufschlagt, die in einem Membrangehäuse 76 an ihrem Umfang eingespannt ist und über einen Membranteller 77 geführt ist, mit dem der Ventilkegel 71 über eine Ventil­ stange 78 fest verbunden ist.

Durch die Ventilstange 78 führt eine Steuerbohrung 79 bis in eine erste Kammer 81 des Membranantriebs 73, während eine zweite Kammer 82 über eine Steuerleitung 83 mit dem Einlaß 11 der Vorrichtung 1 in Verbindung steht. Die Steuerbohrung 79 führt zur Auslaß-Öffnung 29 des Dreh-Ventils 13.

Derart bildet das Dreh-Ventil 13 mit Ventilkörper 23 und Einlaß-Lagerschale 21 den Wirkdruckgeber für die Volumen­ stromregeleinrichtung 25.

Diese weist weiterhin eine Wirkdruckfeder 84 auf, die zum Auswiegen der Druckdifferenz zwischen der Steuerleitung 83 und dem Auslaß 29 und damit der Kammer 82 und der Kammer 81 des Membranantriebs dient.

Durch die Erfindung wird ein Ventil für eine Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln eines Durchflusses insbesondere in einer Fernwärmeanlage und hier im Vorlauf oder Rück­ lauf des Versorgerkreises geschaffen, die eine sehr genaue und empfindliche Steuerung sowie Regelung des Durchflusses über einen großen Dynamikbereich bei sehr geringen, minimalen Durchflüssen ermöglicht.

Claims (20)

1. Ventil, insbesondere für eine Vorrichtung zur Regelung eines Durchflusses mit einem in einem Ventilgehäuse (17) angeordneten kugelförmigen Ventilkörper (23), der um eine Drehachse (DR) drehbar ist und einen Durchlaß (27) mit mindestens einer ersten Öffnung (28) aufweist, deren Ebenennormale (EN) sich im wesentlichen senkrecht zur Drehachse (DR) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (23) in einem Lager aus zwei ihn aufnehmenden und an ihn angepaßten Lagerschalen (21, 22) im Ventilgehäuse (17) gelagert ist, daß der Durchlaß (27) des Ventilkörpers (23) L-förmig ausgebildet ist und daß die erste Öffnung (28) des Durchlasses (27) mit einer Öffnung (31) in einer der Lagerschalen (21, 22) zusammenwirkt, wobei mindestens eine der Öffnungen (28, 31) als sich in Umfangsrichtung (U) um die Drehachse (DR) erstreckender Schlitz mit definierten Querschnittsabmessungen ausgebildet ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längserstreckung der Öffnung (31) definierter Querschnittsabmessungen in Umfangsrichtung (U) um die Drehachse (DR) wesentlich größer ist als die Breitenabmessungen (BR) der Öffnung (31) parallel zur Drehachse (DR).

3. Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (31) defi­ nierter Querschnittsabmessungen eine über ihre Länge hin konstante Breite (BR) aufweist.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (31) definierter Querschnittsabmessungen eine sich über die Länge hin linear verändernde Breite aufweist.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (31) definierter Querschnittsabmessungen die Form eines Dreiecks aufweist.

6. Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (31) defi­ nierter Querschnittsabmessungen im Lager (21, 22) ausgebildet ist.

7. Ventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschalen (21, 22) auswechselbar sind.

8. Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (21, 22) elastisch gegen den Ventilkörper (23) gedrückt wird.

9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (21, 22) durch eine Feder (24) gegen den Ventilkörper (23) gedrückt wird.

10. Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (21′, 22′) im wesentlichen zumindestens teilkugelförmige Außenkon­ turen aufweist.

11. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur des Lagers (21, 22) zylindrisch ist.

12. Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Ventilkörper (23) zugewandte Innenseite des Lagers (21, 22; 21′, 22′) aus PTFE besteht.

13. Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Lager aus PTFE besteht.

14. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager aus Metall, insbeson­ dere Bronze, besteht.

15. Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (21, 22; 21′, 22′) drehgesichert im Ventilgehäuse (17) angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Volumenstromregeleinrich­ tung (25).

17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Volumenstromregelventil (14) in Reihe zu dem ersten Ventil.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erste Ventilanordnung als Wirkdruckgeber für die zweite Ventilanordnung dient.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, gekennzeichnet durch einen Membranantrieb, dessen eine Kammer (82) mit dem Einlaß (11) zum ersten Ventil (13) in Verbindung steht, während dessen andere Kammer (81) mit der Auslaßöffnung (29) des ersten Ventils (13) in Verbindung steht.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, gekennzeichnet durch eine Wirkdruckfeder zum Auswie­ gen der Druckdifferenz der beiden Kammern (81, 82).