EP0263198B1 - Vorrichtung zum Mischen von Wasserdampf und Wasser - Google Patents

Vorrichtung zum Mischen von Wasserdampf und Wasser Download PDF

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EP0263198B1
EP0263198B1 EP86114015A EP86114015A EP0263198B1 EP 0263198 B1 EP0263198 B1 EP 0263198B1 EP 86114015 A EP86114015 A EP 86114015A EP 86114015 A EP86114015 A EP 86114015A EP 0263198 B1 EP0263198 B1 EP 0263198B1
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EP
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valve
water
steam
supply line
water pressure
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EP86114015A
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Peter Wolf
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Stolco Stoltenberg Lerche GmbH and Co KG
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Stolco Stoltenberg Lerche GmbH and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C3/00—Other direct-contact heat-exchange apparatus
    • F28C3/06—Other direct-contact heat-exchange apparatus the heat-exchange media being a liquid and a gas or vapour
    • F28C3/08—Other direct-contact heat-exchange apparatus the heat-exchange media being a liquid and a gas or vapour with change of state, e.g. absorption, evaporation, condensation

Definitions

  • the invention relates to a device for mixing hot steam and cold water with a static mixer, to which steam and water are supplied via valves and with a valve controlling the steam supply, is controlled by the water pressure in such a way that it only determines from a water pressure Height is opened and closed when the water pressure is too low.
  • Mixer taps for producing hot water from steam and cold water are known which allow steam to flow out unhindered when the water pressure drops, so that the user can be injured. Damage to temperature-sensitive substances or equipment can also be caused. Furthermore, these mixer taps lead to poor use of high-quality energy.
  • mixer taps are known which prevent the uncontrolled escape of steam when the water pressure drops.
  • the control mechanism is sensitive due to its bearing points in the medium and regular maintenance is required to ensure functionality.
  • a mixing valve for steam and cold water is known with a steam control valve, the valve actuator of which can be moved by an annular piston which is acted upon by the cold water pressure.
  • the steam control valve opens immediately, so that it can happen that hot water vapor escapes before the cold water is mixed in and endangers the user. It may also happen that the ring piston loses its mobility due to limescale deposits and, in particular, the steam valve no longer closes sufficiently, so that pure water vapor escapes.
  • the object of the invention is to provide a device for mixing water vapor and water, which reliably prevents steam from escaping at low water pressure and whose control mechanism is insensitive to deposits.
  • a valve is arranged in the water supply line and in the steam supply line, the valve actuators are actuated by a common linkage, the linkage opening the valve for water earlier than the valve for steam.
  • the mixing device prevents with high certainty that water vapor escapes when the pressure of the cold water is insufficient.
  • the device has a simple failure-resistant construction. There are no sensitive bearing points and deposits do not lead to malfunctions.
  • the entire device has small external dimensions and can also be of low weight.
  • the linkage can have an adjustment device by means of which the opening ratio of the valves can be changed, so that the temperature gradient of the flow and the flow of the hot water can be optimally adapted to the consumer.
  • valve controlling the steam supply has a bellows, which is connected to the valve actuator and is applied to the water pressure.
  • a check valve is arranged between the mixer and the water supply line in order to prevent steam from penetrating into the water supply line.
  • the check valve can have a freely movable ball as an actuator.
  • the adjusting element of the check valve can also be spring-loaded.
  • the mixer tap initially consists of the supply line for water 1, the water shut-off valve 3, the supply line for steam 2 and the steam shut-off valve 4.
  • the shut-off valves 3 are connected via a linkage 5 to the operating lever 6 so that both shut-off valves 3 and 4 are actuated in the same direction, the shutoff valve 3 is opened primarily for water.
  • the opening ratio of the two shut-off valves 3 and 4 can be adjusted via the adjusting device 7 on the linkage 5, and the temperature gradient of the flow and flow of the hot water can thus be optimally adapted to the consumer.
  • the desired amount of water is set via the metering valve 8 in the water supply line 1, and the desired water temperature is set via the metering valve 9 in the steam supply line 2.
  • the control mechanism consists of a cylindrical housing 10 with the cylinder base 11 arranged transversely to the longitudinal direction in the water space 12 and the intermediate base 13 also arranged transversely in the steam space 14, and of the bore 15 (throttle) in the intermediate base 11 for the water supply, the control body 16 in the valve seat of the base 11, the steam control valve 18 in the intermediate base 13 and the reset device 17.
  • the truncated cone-shaped adjusting member 18 is connected via a rod 18a to a temperature-resistant (plastic) pleated covering 17a of the reset device 17. The inside of the pleated covering 17a is exposed to cold water and its pressure. Parts 10, 11, 13, 16, 17a, 18, 18a are coaxial with each other.
  • a static mixer 20 is installed in the mixing tube 15.
  • the hot water line 21 with the hot water valve 22 connects to the mixing tube.
  • the hot water valve 22 can also be used as an operating valve without the operability of the safety mixer tap being impaired.
  • this valve also serves as a backflow preventer, so that no steam can flow into the supply line for water 1 when the water drops in pressure.
  • a backflow of water into the steam supply line 2 when the steam pressure drops is prevented by a built-in backflow preventer 23, in the preferred embodiment by a check valve.
  • valve actuator or the control body 16 is formed by a free ball
  • the control body can also be spring-loaded in the closing direction in order to be able to install the device in a non-vertical, in particular horizontal position .

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von heißem Wasserdampf und kaltem Wasser mit einem statischen Mischer, dem über Ventile Dampf und Wasser zugeführt werden und mit einem die Dampfzufuhr steuernden Ventil, durch das Wasserdruck in der Weise gesteuert ist, daß es erst ab einem Wasserdruck bestimmter Höhe geöffnet und bei zu niedrigem Wasserdruck geschlossen wird.
  • Es sind Mischbatterien zum Herstellen von Warmwasser aus Dampf und Kaltwasser bekannt, die beim Abfallen des Wasserdrucks Dampf ungehindert ausströmen lassen, so daß der Benutzer verletzt werden kann. Auch können Schäden an temperaturempfindlichen Stoffen oder Einrichtungen verursacht werden. Ferner führen diese Mischbatterien zu einer schlechten Nutzung hochwertiger Energie.
  • Darüberhinaus sind Mischbatterien bekannt, die das unkontrollierte Austreten von Dampf bei einem Abfall des Wasserdrucks verhindern. Bei diesen Mischbatterien ist der Steuermechanismus infolge seiner im Medium liegenden Lagerstellen empfindlich und es bedarf einer regelmäßigen Wartung, um die Funktionsfähigkeit zu gewährleisten.
  • Aus der FR-A1 576 103 ist ein Mischventil für Wasserdampf und kaltes Wasser bekannt mit einem Dampfregelventil, dessen Ventilstellglied durch einen Ringkolben bewegbar ist, der vom Kaltwasserdruck beaufschlagt ist. Sobald der Kaltwasserdruck anliegt, öffnet sofort das Dampfregelventil, so daß es geschehen kann, daß noch vor dem Beimischen von Kaltwasser heißer Wasserdampf austritt und den Nutzer gefährdet. Auch kann es geschehen, daß durch Kalkablagerungen der Ringkolben seine Beweglichkeit verliert und insbesondere das Dampfventil nicht mehr ausreichend schließt, so daß reiner Wasserdampf entweicht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Mischen von Wasserdampf und Wasser zu schaffen, die bei geringem Wasserdruck ein Ausströmen von Dampf sicher verhindert und deren Steuermechanismus unempfindlich gegen Ablagerungen ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Wasserzufuhrleitung und in der Dampfzufuhrleitung je ein Ventil angeordnet ist, deren Ventilverstellglieder durch ein gemeinsames Gestänge betätigbar sind, wobei das Gestänge das Ventil für Wasser früher öffnet, als das Ventil für Dampf.
  • Die Mischvorrichtung verhindert mit hoher Sicherheit, daß Wasserdampf dann austritt, wenn der Druck des kalten Wassers nicht ausreichend ist. Die Vorrichtung weist dabei eine einfach störunanfällige Konstruktion auf. Es bestehen keine empfindlichen Lagerstellen und Ablagerungen führen nicht zu Störungen. Die gesamte Vorrichtung weist geringe Außenabmessungen auf und kann darüberhinaus von geringem Gewicht sein. Hierbei kann das Gestänge eine Verstelleinrichtung aufweisen, durch die das Öffnungsverhältnis der Ventile veränderbar ist, so daß der Temperaturgradient des Vorlaufs und des Nachlaufs des Warmwassers in optimaler Weise an den Verbraucher angepaßt werden kann.
  • Eine konstruktiv besonders einfache Vorrichtung von hoher Zuverlässigkeit wird dadurch erreicht, daß das die Dampfzufuhr steuernde Ventil einen Faltenbalg aufweist, der mit dem Ventilstellglied verbunden ist und an dem Wasserdruck anliegt.
  • Ferner wird vorgeschlagen, daß zur Verhinderung eines Eindringens von Dampf in die Wasserzufuhrleitung zwischen Mischer und Wasserzufuhrleitung ein Rückschlagventil angeordnet ist. Hierbei kann das Rückschlagventil als Stellglied eine frei bewegliche Kugel aufweisen. Alternativ kann aber auch das Verstellglied des Rückschlagventils federbelastet sein.
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung, einer ersten Ausführungsart,
    • Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit einem Längsschnitt durch das Sicherheitsventil, und
    • Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit oberem Gestänge zum gleichzeitigen Bedienen des Wasserabsperrventils und des Dampfabsperrventils.
    • Fig. 4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsart.
  • Die Mischbatterie besteht eingangs aus der Zuführleitung für Wasser 1, dem Wasserabsperrventil 3, der Zuführungsleitung für Dampf 2 und dem Dampfabsperrventil 4. Die Absperrventile 3 sind über ein Gestänge 5 mit dem Bedienungshebel 6 so verbunden, daß beide Absperrventile 3 und 4 gleichsinnig betätigt werden, wobei das Absperrventil 3 für Wasser vorrangig geöffnet wird. Über die Verstelleinrichtung 7 am Gestänge 5 ist das Öffnungsverhältnis der beiden Absperrarmaturen 3 und 4 einstellbar und damit kann der Temperaturgradient des Vorlaufs und des Nachlaufs des Warmwassers in optimaler Weise an den Verbraucher angepaßt werden.
  • Die Einstellung der gewünschten Wassermenge erfolgt über das Dosierventil 8 in der Wasserzuführleitung 1, die Einstellung der gewünschten Wassertemperatur über das Dosierventil 9 in der Dampfzuführungsleitung 2.
  • Der Steuermechanismus besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 10 mit dem quer zur Längsrichtung angeordneten Zylinderboden 11 im Wasserraum 12 und dem auch quer angeordneten Zwischenboden 13 im Dampfraum 14, sowie aus der Bohrung 15 (Drossel) im Zwischenboden 11 für die Wasserzuführung, dem Steuerkörper 16 im Ventilsitz des Bodens 11, dem Dampfregelventil 18 im Zwischenboden 13 sowie der Rückstelleinrichtung 17. Das kegelstumpfförmige Verstellglied 18 ist über ein Stange 18a mit einem temperaturbeständigen (Kunststoff-) Faltenbelag 17a der Rückstelleinrichtung 17 verbunden. Das Innere des Faltenbelags 17a ist Kaltwasser und dessen Druck ausgesetzt. Die Teile 10, 11, 13, 16, 17a, 18, 18a liegen zueinander koaxial. Der sich beim Betätigen des Bedienungshebels 6 durch das Öffnen des Wasserabsperrventils 3 im Wasserraum 12 unterhalb des Steuerkörpers 16 aufbauende Wasserdruck hebt den Steuerkörper 16 an und gibt damit den Weg des Wassers über die Bohrung 15 zum Mischrohr 19 frei. Zeitverzögert verschiebt der anstehende Wasserdruck über die Rückstelleinrichtung 17 den Ventilkegel des Dampfregelventils 18 und gibt damit die Dampfzufuhr zum Mischrohr 19 frei.
  • Im Mischrohr 15 ist ein statischer Mischer 20 eingebaut. An das Mischrohr schließt sich die Warmwasserleitung 21 mit dem Warmwasserventil 22 an. Bei geöffneten Absperrventilen 3 und 4 kann das Warmwasserventil 22 auch als Bedienungsventil benutzt werden ohne daß die Funktionsfähigkeit der Sicherheitsmischbatterie beeinträchtigt wäre.
  • Mit der Sicherheitsbatterie wird ausgeschlossen, daß bei Abfall des Wasserdrucks Dampf aus der Warmwasserleitung 21 ausströmt und zur Verbrennung von Bedienungspersonal oder zur Schädigung temperaturempfindlicher Stoffe oder Einrichtungen führt. Außerdem wird eine schlechte Ausnutzung der hochwertigen Energie Dampf ausgeschlossen.
  • Durch die Ausbildung des Steuerventils für Wasser in der bevorzugten Ausführung als Schwimmkörper 16 dient dieses Ventil gleichzeitig als Rückflußverhinderer, so daß bei Druckabfall des Wassers kein Dampf in die Zuführungsleitung für Wasser 1 strömen kann. Ein Rückströmen von Wasser in die Dampfzuführungsleitung 2 bei Abfallen des Dampfdrucks wird durch einen eingebauten Rückflußverhinderer 23, in der bevorzugten Ausführung durch ein Rückschlagventil verhindert.
  • Während in dem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel das Ventilstellglied bzw. der Steuerkörper 16 von einer freien Kugel gebildet wird, kann der Steuerkörper auch in Schließrichtung federbelastet sein, um die Vorrichtung in einer nicht vertikalen, insbesondere waagerechten Stellung, einbauen zu können.
  • Die Ausführung 2 unterscheidet sich von der Ausführung 1 wie folgt:
    • - die Bohrung 15, ausgeführt als Festdrossel und der Schwimmkörper 16 entfallen und werden durch den geführten und federbelasteten Schwimmkörper (25) ersetzt,
    • - zur Verhinderung des Eindringens von Dampf in die Wasserzufuhrleitung (1), bei Beschädigung des Faltenbalges (17a), ist der Wasserzufuhrleitung (1) zwischen Gehäuse (10) und der Wasserzufuhrleitung (1) ein Rückschlagventil (24) angeordnet. Die Funktion des Dampfregelventiles (19) wird durch die Beschädigung des Faltenbalges nicht beeinträchtigt.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Mischen von heißem Wasserdampf und kaltem Wasser mit einem statischen Mischer (20), dem über Ventile (3, 4, 18) Dampf und Wasser zugeführt werden und mit einem die Dampfzufuhr steuernden Ventil (18), durch das Wasserdruck in der Weise gesteuert ist, daß es erst ab einem Wasserdruck bestimmter Höhe öffnet und bei zu niedrigem Wasserdruck schließt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wasserzufuhrleitung (1) und in der Dampfzufuhrleitung (2) je ein Ventil (3, 4) angeordnet ist, deren Ventilverstellglieder durch ein gemeinsames Gestänge (5) betätigbar sind, wobei das Gestänge (5) das Ventil (3) für Wasser früher öffnet, als das Ventil (4) für Dampf.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (5) eine Verstelleinrichtung (7) aufweist, durch die das Öffnungsverhältnis der Ventile (3, 4) veränderbar ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Dampfzufuhr steuernde Ventil (18) einen Faltenbalg aufweist, der mit dem Ventilstellglied verbunden ist und an dem der Wasserdruck anliegt.
4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung eines Eindringens von Dampf in die Wasserzufuhrleitung (1) zwischen Mischer (20) und Wasserzufuhrleitung (1) ein Rückschlagventil (16) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung eines Eindringens von Dampf in die Wasserzufuhrleitung (1), bei Beschädigung des Faltenbalges (17a), zwischen dem Gehäuse (10) und der Wasserzufuhrleitung (1) ein Rückschlagventil (24) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung eines Eindringens von Wasser in die Dampfzufuhrleitung (2) zwischen dem Gehäuse (10) und der Dampfzufuhrleitung (2) ein Rückschlagventil (23) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (16) als Stellglied eine frei bewegliche Kugel aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellglied des Rückschlagsventils (16) federbelastet ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen von Wasser- und Dampfmenge je ein Dosierventil (8, 9) in den Zufuhrleitungen angeordnet ist.
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