DE69929351T2

DE69929351T2 - Elektroventil zur wassertemperatursteuerung

Info

Publication number: DE69929351T2
Application number: DE69929351T
Authority: DE
Inventors: Zhaokeng Fo Shan City Pan
Original assignee: Pan Zhaokeng Fo Shan
Current assignee: Pan Zhaokeng Fo Shan
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2019-10-29
Also published as: CN2348217Y; AU6459099A; EP1152179A1; DE69929351D1; EP1152179B1; EP1152179A4; CA2348433A1; WO2000026568A1; US6561217B1; AU759131B2; CA2348433C; JP2002529661A

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Ventil für die Temperaturregelung von Flüssigkeiten, insbesondere ein Drehschieber-Magnetventil zum Mischen von Flüssigkeiten, mit dessen Hilfe die Temperatur einer Flüssigkeitsmischung über eine beliebige Einstellung oder Einregelung des Mischungsverhältnisses von Flüssigkeiten mit verschiedenen Temperaturen gesteuert werden kann.
HINTERGRUNDTECHNOLOGIE
Derzeit werden im allgemeinen Flüssigkeitsmischungs-Regulierventile für die Regelung der Wassertemperatur eingesetzt, in denen es ein manuell betätigtes Mischregelventil gibt, dessen Rohre für kaltes und heißes Wasser mit dem Ventilkörper verbunden sind. Das Mischungsverhältnis von kaltem und heißem Wasser kann mit der Hand reguliert werden, wodurch die Temperatur des ausfließenden Wassers reguliert wird. Die Nachteile dieser Methode liegen in Folgendem: Einerseits in die Genauigkeit der Regulierung ungenügend; andererseits muss dann, wenn die Temperatur des eintretenden Wassers schwankt, ständig manuell nachreguliert werden, um sicherzustellen, dass die Temperatur des ausfließenden Wasserstroms sich dem festgesetzten Wert annähert. Darüber hinaus reguliert eine Anzahl der automatisch mischenden Regulierventile das Mischungsverhältnis von kaltem und heißem Wasser im allgemeinen mit Hilfe von Bimetallelementen, Formgedächtnis-Metallen (Metallen mit Rückstellvermögen) oder flüssigen, dehnfähigen Strukturen, die nicht nur als Sensorelemente, sondern auch als ausführende Elemente arbeiten, was zu vielen Problemen führt, wie einer unbequemen Regulierung, einer langsamen Reaktion und einer ungenügenden Reguliergenauigkeit. Darüber hinaus ist es, weil die vorgegebene Temperatur des Ventilkörpers nicht durch eine Elektrizitätsmenge verändert werden kann, ziemlich schwierig, für diese Art von Mischregulierventilen eine automatische Steuerung im Zusammenwirken mit ihren Peripherie-Einheiten oder -Geräten durchzuführen oder vorzusehen und eine stabile Arbeitsfunktion über einen langen Zeitraum und eine lange Lebensdauer zu gewährleisten.
DE 24 10 316 offenbart ein elektrisch gesteuertes Drehschieber-Mischventil mit Einlässen für warme und kalte Flüssigkeit und einem Auslass für die gemischte Flüssigkeit. Ein im Auslass für die gemischte Flüssigkeit angeordneter Sensor stellt eine elektronische Steuereinheit bereit, die ein Temperatursignal liefert. Die elektronische Steuereinheit steuert die Stellung eines Ventils, um die Anteile an warmer und kalter Flüssigkeit zu regulieren, die in den Auslass für die gemischte Flüssigkeit einströmen, und steuert damit die Temperatur des Flüssigkeitsstroms im Auslass.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Drehschieber-Flüssigkeitsmisch-Magnetventil für die Temperaturregulierung bereitzustellen, bei welchem nicht nur die vorgewählte Temperatur der Flüssigkeitsmischung über eine Veränderung der (aufgebrachten) Elektrizitätsmenge kontinuierlich verändert werden kann, sondern welches zusätzlich die folgenden Eigenschaften besitzt: Eine schnelle Regulation, eine hohe Genauigkeit und einen stabilen Betrieb.
Eine andere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Drehschieber-Magnetventil für das Mischen von Flüssigkeiten mit einem einfachen Aufbau, einem miniaturisierten Volumen, einem geringen Energieverbrauch und einer hohen Betriebseffizienz bereitzustellen.
Das durch die Erfindung bereitgestellte Drehschieber-Magnetventil zum Mischen von Flüssigkeiten umfasst ein Ventilgehäuse mit einer Innenkammer, wobei das Ventilgehäuse ein Einlassrohr für kalte Flüssigkeit, ein Einlassrohr für warme oder heiße Flüssigkeit und ein Auslassrohr für die Flüssigkeitsmischung aufweist, ein Temperaturfühler-Element und eine Steuerschaltung, die im Auslassrohr angebracht sind. Das Magnetventil umfasst weiterhin einen ungeschützten Drehanker-Elektromagneten, der das Verhältnis von kalter zu heißer Flüssigkeit steuert und an einer Seite des Ventilgehäuses befestigt ist, wobei ein Drehanker-Schaft (eine Drehanker-Welle) des ungeschützten Drehanker-Elektromagneten in einem Positionierloch einer Lagerhülse angebracht ist und ein Gummidichtungsring auf dem Drehanker-Schaft befestigt ist, und ein Regulierungsstück oder Absperrsegment mit einander gegenüberliegenden Seitenflächen, das an einem Ende des Drehanker-Schafts angebracht ist. Das Regulierungsstück oder Absperrsegment befindet sich zwischen einer Stirnfläche einer Öffnung des Einlassrohrs für kalte Flüssigkeit und einer Stirnfläche einer Öffnung des Einlassrohrs für warme oder heiße Flüssigkeit und dreht sich zusammen mit dem Drehanker-Schaft oder der Drehanker-Welle derart, dass beide Seiten in Passung mit den Stirnflächen der Einlassöffnung für kalte Flüssigkeit und der Einlassöffnung für warme oder heiße Flüssigkeit gebracht werden können, die sich in der Innenkammer befinden. Das Regulierungsstück oder Absperrsegment ist in der Lage, sich in jede Winkelstellung zwischen den Stirnflächen der Einlassöffnung für kalte Flüssigkeit und der Einlassöffnung für warme oder heiße Flüssigkeit zu drehen oder dort zu verharren. Das Magnetventil ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückholfeder auf dem ungeschützten Drehanker-Elektromagneten befestigt ist, wobei ein Ende der Rückholfeder an einem Eisenkern oder einem Ventilträger befestigt ist und ein anderes Ende an einem Arm befestigt ist, der an einer Seite des Drehankers oder an einem Ende des Drehanker-Schaftes (der Drehanker-Welle) befestigt ist.
Eine Regelschraube kann an einem Ende der Rückholfeder angebracht sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine bevorzugte Ausführungsform, die in den Zeichnungen enthalten ist, soll nachstehend in Einzelheiten beschrieben werden, wobei:
1 eine Anziehungskraft-Charakteristik des ungeschützten Drehschieber-Elektromagneten ist, wobei F die Anziehungskraft bezeichnet, δ den Ankerhub bezeichnet und der Endpunkt eines Anziehungsvorgangs 0 ist;
2 einen schematischen Aufbau einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
3 einen schematischen Aufbau des schutzlosen Drehschieber-Elektromagneten zeigt, wobei das Ventilgehäuse und das Temperaturfühler-Element weggelassen sind;
4 eine Ansicht des in 2 gezeigten Ventilgehäuses im Schnitt A-A ist.
BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf die 2, 3 und 4 wird das Drehschieber-Magnetventil der Erfindung zum Mischen von Flüssigkeiten in einem Wassererhitzer eingesetzt; die Flüssigkeit, deren Temperatur es regelt, ist Wasser. Das Ventil umfasst ein Ventilgehäuse 6, einen Temperaturfühler 8 und einen Steuerkreis oder Regelkreis, der an einem Auslassrohr für gemischte Flüssigkeit in der Innenkammer 2 des Ventilgehäuses angebracht ist, und einen schutzlosen Drehschieber-Elektromagneten, der an einer Seite des Ventilgehäuses 6 befestigt ist.
Eine Kaltwasser-Einlassleitung 17, eine Heißwasser-Einlassleitung 18 und ein Auslassrohr 16 für die Wassermischung sind in der Innenkammer 2 des Ventilgehäuses 6 angebracht, wobei sich ein Positionierloch der Lagerhülse 15 des Ankerschafts an einer Seitenfläche des Ventilgehäuses 6 öffnet und die Lagerhülse 15 der Elektromagneten-Welle 9 und ein Endteil der Welle 9 darauf angeordnet und befestigt sind, und wobei ein Gummidichtungsring 14 an der Welle 9 im Positionierloch angebracht ist. Der ungeschützte Drehschieber-Elektromagnet wird auf einer Seitenfläche des Ventilgehäuses 6 über seinen Eisenkern 5 und den Ventilträger 4 befestigt, wobei eine Rückholfeder 12 zwischen seinem Drehschieber-Anker 11 und dem Ventilträger 4 installiert und eine Einstellschraube 13 ebenfalls auf der Rückholfeder 12 befestigt ist. Das Regulierungsstück oder Absperrsegment 1 ist auf dem Drehschaft 9 befestigt, so dass das Regulierungsstück oder Absperrsegment 1 zwischen der Stirnfläche 3 der Einlassöffnung für kaltes Wasser und der Stirnfläche 10 der Einlassöffnung für warmes Wasser angeordnet ist. Das Regulierungsstück oder Absperrsegment dreht sich zusammen mit der Welle 9, wobei seine beiden Seitenflächen in die Endfläche 3 der Einlassöffnung für kaltes Wasser bzw. in die Endfläche 10 der Einlassöffnung für warmes Wasser eingepasst werden können, wobei es sich bei diesen Stellungen um die jeweiligen Anfangs- und Endpunkte des Regulierungsstücks oder Absperrsegments 1 handelt. Wenn der ungeschützte Drehschieber-Elektromagnet nicht mit Energie beaufschlagt ist, soll aufgrund der Einwirkung der Rückholfeder 12 eine Seitenfläche des Regulierungsstücks oder Absperrsegments 1 in die Stirnfläche 3 der Einlassöffnung für kalte Flüssigkeit oder in die Stirnfläche 10 der Einlassöffnung für heiße Flüssigkeit eingepasst sein. Wenn die Steuerschaltung mit Energie beaufschlagt worden ist, wird das elektrische Ausgangssignal vom Temperaturfühler 8, der in dem Auslassrohr für die Flüssigkeitsmischung angebracht ist, mit der vorher festgelegten Spannung einer vorgegebenen Temperatur verglichen, eine steuerbare Quantität an Elektrizität wird an eine Spule 7 abgegeben, der Elektromagnet arbeitet, das Regulierungsstück oder Absperrsegment 1 dreht sich in einem beliebigen Winkel zwischen den Stirnflächen 3, 10 der Einlassöffnungen für das kalte bzw. heiße Wasser oder verbleibt dort, d.h. die Mengengröße des Stroms in der elektromagnetischen Wicklung wird verändert, um die Drehung des Stücks oder Segments zwischen den Stirnflächen der oben erwähnten Einlassöffnungen für heiß und kalt einzustellen oder anzupassen, so dass der Strom von kaltem und heißem Wasser anteilig reguliert wird, und die Temperatur der Wassermischung, die aus dem Auslassrohr für die Flüssigkeitsmischung herausläuft, wird innerhalb des Rahmens der vorgewählten Temperatur festgelegt.
Der schutzlose Drehschieber-Elektromagnet umfasst einen Eisenkern 5, eine Wicklung 7 und einen Drehanker 11, wobei der Drehanker 11 über die Welle 9 und das Lager an dem Ventilträger 4, der am Eisenkern 5 befestigt ist, gehalten wird, und weil gleiche Abstände zwischen beiden seitlichen Stirnflächen des Ankers 11 und den entsprechenden Seitenflächen des Eisenkerns 5 auftreten, wodurch die Eigenschaften einer flachen Anziehungscharakteristik erhalten werden, steuert eine große anfängliche Anziehungskraft, die in der Lage ist, in günstiger Weise den Wicklungsstrom zu variieren, den Betätigungshub und führt eine quasi lineare, gleichförmige Regulierung durch. Diesbezüglich sei auf die Kurve in 1 verwiesen.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Der ungeschützte Drehschieber-Elektromagnet wird für diese Erfindung eingesetzt, in welchem die Sensorelemente von den ausführenden oder Arbeitselementen getrennt sind, so dass die vorgegebene Temperatur mit Hilfe der Quantität an Elektrizität verändert wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik hat die Erfindung die Vorteile einer schnell regulierenden Reaktion, einer hohen Genauigkeit, eines stabilen und zuverlässigen Betriebs, und es kann eine automatische Steuerung in Zusammenwirkung mit den Peripheriegeräten bzw. -einheiten etc. durchgeführt werden.

Claims

Drehschieber-Magnetventil zum Mischen von Flüssigkeiten, umfassend: ein Ventilgehäuse (6) mit einer Innenkammer (2), wobei das Ventilgehäuse (6) ein Einlassrohr (17) für kalte Flüssigkeit, ein Einlassrohr (18) für warme oder heiße Flüssigkeit und ein Auslassrohr (16) für gemischte Flüssigkeit aufweist; ein Temperaturfühler-Element (8) und eine Steuerschaltung, die im Auslassrohr (16) angebracht sind; einen ungeschützten Drehanker-Elektromagneten, der das Verhältnis von kalter und heißer Flüssigkeit steuert und an einer Seite des Ventilgehäuses (6) angebracht ist; einen Drehanker-Schaft (9) des Elektromagneten, der in einem Positionierloch einer Lagerhülse (15) installiert ist; einen Gummidichtungsring (14), der auf dem Drehanker-Schaft (9) befestigt ist; ein Regulierungsstück oder Absperrsegment (1) mit einander gegenüberliegenden Seitenflächen, das an einem Ende des Drehanker-Schafts (9) angebracht ist, wobei das Regulierungsstück oder Absperrsegment (1) zwischen einer Stirnfläche einer Öffnung des Einlassrohrs (17) für kalte Flüssigkeit und einer Stirnfläche einer Öffnung des Einlassrohrs (18) für warme oder heiße Flüssigkeit angeordnet ist und sich das Regulierungsstück oder Absperrsegment (1) zusammen mit dem Drehanker-Schaft (9) dreht, derart, dass beide Seiten in Passung mit den Stirnflächen der Einlassöffnung (17) für kalte Flüssigkeit und der Einlassöffnung (18) für warme oder heiße Flüssigkeit gebracht werden können, die sich in der Innenkammer (2) befinden; wobei das Regulierungsstück oder Absperrsegment (1) in der Lage ist, sich in jede Winkelstellung zwischen den Stirnflächen der Einlassöffnung (17) für kalte Flüssigkeit und der Einlassöffnung (18) für warme oder heiße Flüssigkeit zu drehen oder dort zu verharren, wobei das Magnetventil dadurch charakterisiert ist, dass: eine Rückholfeder (12) auf dem ungeschützten Drehanker-Elektromagneten befestigt ist, wobei ein Ende der Rückholfeder (12) an einem Eisenkern (5) oder einem Ventilträger (4) befestigt ist und ein anderes Ende an einem Arm befestigt ist, der an einer Seite des Drehankers (11) oder dem Ende des Drehanker-Schaftes (9) befestigt ist.
Drehschieber-Magnetventil zum Mischen von Flüssigkeit nach Anspruch 1, worin eine Regelschraube (13) auf einem Ende der Rückholfeder (12) angebracht ist.