WO2011069820A2 - Dampfentnahmesystem, dampfstation und ventileinheit - Google Patents

Dampfentnahmesystem, dampfstation und ventileinheit Download PDF

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    • F16K11/10—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit
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Definitions

  • the invention relates to a steam extraction system for household and / or industrial equipment according to the preamble of claim 1, each equipped with such a steam extraction steam station and steam ironing station, and a valve unit for such a steam extraction system, wherein the steam extraction system is connectable to a vapor pressure vessel, and two parallel Having flow channels for removing steam from the vapor pressure vessel.
  • Steam extraction systems for domestic and industrial appliances are used, for example, in steam ironing stations. They are arranged in principle between a vapor pressure vessel and a consumer or an iron and should provide a demand-based steam rate.
  • a vapor extraction system is shown, for example, in European Patent EP 0 423 540 B2.
  • This known steam extraction system has an extraction line connected to a pressure vessel, which opens into two throughflowable parallel outlet channels.
  • a valve is arranged in each of the outlet areas, with only steam being able to flow out via the downstream valve when the upstream valve is open.
  • a particular disadvantage of this solution is that in the event of a defect in the upstream valve, both outlet channels are blocked and thus no steam can be taken from the pressure accumulator.
  • An inventive steam extraction system for household and / or industrial equipment can be connected to a vapor pressure vessel and has two parallel flow channels for the removal of steam from the vapor pressure vessel.
  • a double-acting valve unit is provided for opening and closing the flow channels.
  • Such a solution is relatively susceptible to interference and is characterized by low production costs.
  • the solution according to the invention is compact in comparison with known vapor extraction systems with two parallel valves.
  • the flow channels can have the same size or different opening cross-sections. In particular, when using different opening cross-sections, it is possible to increase the vapor rate almost leaps and thus shock-like or pulse-like during a short period of time.
  • the opening cross sections of the flow channels can be identical and have the valve unit per se different opening cross-sections.
  • the valve unit is particularly compact and control technology easily executable when the one flow channel only in combination with the other flow channel up or is zuu Kunststoffbar and preferably no variable opening cross-sections are adjustable.
  • the flow channels are arranged in a line section of a withdrawal line and the valve unit has two individually controllable valves.
  • the valve unit is formed by a single directional valve, such as an electrically operable 4/3-way valve with 4 ports and 3 switch positions.
  • the directional control valve has, for example, a valve body for opening and closing the flow channels, which is spring-biased into a first switching position or rest or closed position and can be transferred via an electrical control signal into a second and third switching or opening position.
  • This variant is characterized by a particularly simple control, since only one control signal for actuating the valve unit and thus for opening and controlling the flow channels is necessary.
  • a vapor extraction system is very cost-effective, since it is operated with simplified control electronics and with a reduced number of valves.
  • a steam station according to the invention in particular a steam ironing station, has a steam extraction system which is arranged between a steam pressure container and a steam outlet nozzle comprising consumers, in particular an iron or steam cleaner. It has two parallel flow channels for steam extraction, the invention on a double-acting valve unit and are zuu Kunststoffbar. Such a steam station is prone to interference, compact and inexpensive.
  • a valve unit according to the invention in particular for a steam extraction system of a steam ironing station, has two valves for opening or controlling a respective flow channel.
  • the flow channels are integrated in a line section of a fluid line.
  • different fluid rates for example a vapor pressure vessel, can thereby be withdrawn via the fluid line.
  • the valve unit according to the invention is very compact executable and in particular also be integrated into existing steam extraction systems, since the fluid line can be used by the integral formation of the flow channels in a common extraction line without technically complex work.
  • the present invention is particularly useful for reliably providing pulsatile bursts of steam in steam ironing or steam cleaning equipment.
  • Fig. 1 shows a basic structure of a vapor extraction system according to the invention
  • Fig. 1 shows a vapor extraction system 2 according to the invention, for example for use in an ironing station, which can be arranged between a pressure vessel 4 for the storage of steam and a consumer such as iron (not shown). It has a removal line 6 extending away from the pressure accumulator 4 for taking out the steam, with two parallel flow channels 8, 10 which are brought together or steerable via a valve unit 12 and brought together again downstream.
  • the valve unit 12 has two individual valves 14, 16, which are each assigned to a flow channel 8, 10 and whose structure and mode of operation is explained in more detail in FIG.
  • the removal line 6 is formed by a tubular body 18 which delimits an interior space 20 with a flow cross-section Q1.
  • a plate-like partition wall 24 is provided to form the two parallel flow channels 8, 10.
  • the two flow channels 8, 10 each have an equally large semicircular opening tion cross section Q2, Q3, which define the total or almost the flow area Q1.
  • valves 14, 16 or the valve unit 12 are arranged in the region of the dividing wall 24 of the tubular body 18. These each have a valve body 26, 28, which is guided through a transverse bore 30, 32 in the tubular body 18 and by means of which the flow channels 8, 10 up or are zuu Kunststoffbar.
  • the valve bodies 14, 16 are preferably spring-biased into their first switching position or rest or closed position and can be transferred via an electrical control signal into a second switching position or open position.
  • FIG. 2 shows the first operating mode in which the valve bodies 26, 28 of the valves 14, 16 are in their spring-biased rest position and both flow channels 8, 10 are controlled, so that the Pressure vessel 4 no steam can be removed.
  • This controlled operating mode is illustrated by the end faces on opposite surface portions 34, 36 of the partition wall 24 valve bodies 26, 28.
  • the left-hand valve 14 is actuated in such a way that its valve body 26 is returned from its rest position and brought into its open position, so that the left-hand flow channel 8 is opened over its entire cross-section Q 2.
  • the right as shown flow channel 10 is still closed.
  • steam is taken from the pressure vessel 4 only via the cross section Q2 of the flow channel 8.
  • FIG. 3 shows the third operating mode in which the valve bodies 26, 28 of the valves 14, 16 are in their spring-biased rest position and both flow channels 8, 10 are controlled, so that the Pressure vessel 4 no steam can be removed.
  • This controlled operating mode is illustrated by the end faces on opposite surface portions 34, 36 of the partition wall 24 valve bodies 26, 28.
  • both valves 14, 16 are actuated such that their valve bodies 26, 28 are in their open position and thus the flow channels 8, 10 or both cross sections Q2, Q3 are completely opened, so that the maximum steam rate the pressure vessel 4 can be removed, since now the pressure accumulator 4 steam can be removed over the entire flow cross-section Q1 of the extraction line 6.
  • a steam extraction system 2 for household and industrial equipment which is connectable to a vapor pressure vessel 4, and two parallel flow channels 8, 10 for removing steam from the vapor pressure vessel 4, which by a double-acting valve unit 12 are on and zuu Kunststoffbar, a steam station with such a steam extraction system 2 and a valve unit 12 for steam extraction.

Abstract

Offenbart ist ein Dampfentnahmesystem (2) für Haushalts- und Industriegeräte, das mit einem Dampfdruckbehälter (4) verbindbar ist, und zwei parallele Strömungskanäle (8,10) zur Entnahme von Dampf aus dem Dampfdruckbehälter (4) aufweist, die durch eine doppeltwirkende Ventileinheit (12) auf- und zusteuerbar sind, eine Dampfstation mit einem derartigen Dampfentnahmesystem (2), sowie eine Ventileinheit zur Dampfentnahme. Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zur zuverlässigen Bereitstellung auch pulsartiger Dampfstöße in Dampfbügelstationen oder Dampfreinigungsgeräten.

Description

Beschreibung
Dampfentnahmesystem, Dampfstation und Ventileinheit
Die Erfindung betrifft ein Dampfentnahmesystem für Haushalts- und/oder Industriegeräte nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 , jeweils eine mit einem derartigen Dampfentnahmesystem ausgerüstete Dampfstation und Dampfbügelstation, sowie eine Ventileinheit für ein derartiges Dampfentnahmesystem, wobei das Dampfentnahmesystem mit einem Dampfdruckbehälter verbindbar ist, und zwei parallele Strömungskanäle zur Entnahme von Dampf aus dem Dampfdruckbehälter aufweist.
Dampfentnahmesysteme für Haushalts- und Industriegeräte werden beispielsweise bei Dampfbügelstationen verwendet. Sie sind prinzipiell zwischen einem Dampfdruckbehälter und einem Verbraucher bzw. einem Bügeleisen angeordnet und sollen eine bedarfsgerechte Dampfrate bereitstellen. Ein derartiges Dampfentnahmesystem ist beispielsweise in dem europäischen Patent EP 0 423 540 B2 gezeigt. Dieses bekannte Dampfentnahmesystem hat eine an einem Druckbehälter angebundene Entnahmeleitung, die in zwei durchströmbare parallele Auslasskanäle mündet. Zur Einstellung von zwei unterschiedlichen Dampfraten ist in den Mündungsbereichen jeweils ein Ventil angeordnet, wobei über das stromabwärts gelegene Ventil nur Dampf abströmen kann, wenn das stromaufwärts gelegene Ventil aufgesteuert ist. An dieser Lösung ist insbesondere nachteilig, dass bei einem Defekt des stromaufwärts gelegenen Ventils beide Auslasskanäle blockiert sind und somit keinerlei Dampf den Druckspeicher entnommen werden kann.
Aus dem Patent US 5,307,440 ist ein Dampfentnahmesystem mit zwei parallelen Ventilen zur Dampfentnahme bekannt, so dass grundsätzlich auch bei dem Ausfall eines der Ventile einem Druckspeicher Dampf entnommen werden kann. Jedem Ventil ist eine einzelne Entnahmeleitung zugeordnet, wodurch das Dampfentnahmesystem im Bereich der Ventile verhältnismäßig viel Bauraum beansprucht und aufgrund der hohen Teileanzahl und Verbindungsanschlüsse verhältnismäßig teuer ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Dampfentnahmesystem für Haushaltsund/oder Industriegeräte, das die vorgenannten Nachteile beseitigt und kostengünstig herzustellen ist, eine störunanfällige Dampfstation mit veränderbaren Dampfraten, sowie eine kompakte Ventileinheit zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Dampfentnahmesystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 , durch eine Dampfstation mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 1 , durch eine Dampfbügelstation mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 und durch eine Ventileinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.
Ein erfindungsgemäßes Dampfentnahmesystem für Haushalts- und/oder Industriegeräte ist mit einem Dampfdruckbehälter verbindbar und hat zwei parallele Strömungskanäle zur Entnahme von Dampf aus dem Dampfdruckbehälter. Erfindungsgemäß ist eine doppeltwirkende Ventileinheit zum Auf- und Zusteuern der Strömungskanäle vorgesehen. Eine derartige Lösung ist verhältnismäßig störunanfällig und zeichnet sich durch geringe Herstellkosten aus. Ferner ist die erfindungsgemäße Lösung im Vergleich zu bekannten Dampfentnahmesystemen mit zwei parallelen Ventilen kompakt ausführbar.
Die Strömungskanäle können gleich große oder unterschiedlich große Öffnungsquerschnitte aufweisen. Insbesondere bei der Verwendung von unterschiedlichen Öffnungsquerschnitten ist es möglich, die Dampfrate nahezu sprunghaft und somit schockartig bzw. impulsartig während einer kurzen Zeitperiode zu erhöhen. Allerdings können auch die Öffnungsquerschnitte der Strömungskanäle identisch sein und die Ventileinheit an sich unterschiedlich große Öffnungsquerschnitte aufweisen.
Eine größtmögliche Flexibilität im Hinblick auf unterschiedlich abrufbare Dampfraten ist dann erzielbar, wenn die Strömungskanäle einzeln und zusätzlich stufenlos auf- bzw. zusteuerbar sind. Allerdings ist die Ventileinheit besonders kompakt und steuerungstechnisch einfach ausführbar, wenn der eine Strömungskanal nur in Kombination mit dem anderen Strömungskanal auf- bzw. zusteuerbar ist und vorzugsweise keine variablen Öffnungsquerschnitte einstellbar sind. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Strömungskanäle in einem Leitungsabschnitt einer Entnahmeleitung angeordnet und die Ventileinheit weist zwei einzeln ansteuerbare Ventile auf. Ein Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass die Entnahmeleitung mit den Ventilen als eine kompakte Einheit in nahezu jede Entnahmeleitung bereits existierender Dampfentnahmesysteme integriert werden kann und somit auch Dampfentnahmesysteme mit der erfindungsgemäßen Ventileinheit nachgerüstet werde können.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird die Ventileinheit von einem einzelnen Wegeventil, beispielsweise einem elektrisch betätigbaren 4/3-Wegeventil mit 4 Anschlüssen und 3 Schaltstellungen, gebildet. Das Wegeventil hat zum Beispiel einen Ventilkörper zum Auf- und Zusteuern der Strömungskanäle, der in eine erste Schaltstellung bzw. Ruhe- oder Schließstellung federvorgespannt ist und über ein elektrisches Steuersignal in eine zweite und dritte Schalt- bzw. Öffnungsstellung überführbar ist. Diese Variante zeichnet sich durch eine besonders einfache Steuerung aus, da nur ein Steuersignal zur Betätigung der Ventileinheit und somit zum Auf- und Zusteuern der Strömungskanäle notwendig ist. Ferner ist ein derartiges Dampfentnahmesystem sehr kostengünstig, da es mit vereinfachter Steuerelektronik und mit verringerter Ventilanzahl betrieben wird.
Eine erfindungsgemäße Dampfstation, insbesondere eine Dampfbügelstation, hat ein Dampfentnahmesystem, das zwischen einem Dampfdruckbehälter und einem Dampfaustrittsdüsen umfassenden Verbraucher wie insbesondere eines Bügeleisens oder Dampfreinigers angeordnet ist. Sie hat zwei parallele Strömungskanäle zur Dampfentnahme, die erfindungsgemäß über eine doppeltwirkende Ventileinheit auf- und zusteuerbar sind. Eine derartige Dampfstation ist störunanfällig, kompakt und kostengünstig.
Ein erfindungsgemäße Ventileinheit, insbesondere für ein Dampfentnahmesystem einer Dampfbügelstation, hat zwei Ventile zum Auf- bzw. Zusteuern jeweils eines Strömungskanals. Erfindungsgemäß sind die Strömungskanäle in einem Leitungsabschnitt einer Fluidleitung integriert. Hierdurch können über die Fluidleitung je nach Ansteue- rung der Ventile unterschiedliche Fluidraten zum Beispiel einem Dampfdruckbehälter entnommen werden. Die erfindungsgemäße Ventileinheit ist sehr kompakt ausführbar und insbesondere auch in bereits bestehende Dampfentnahmesysteme integrierbar, da die Fluidleitung durch die integrale Ausbildung der Strömungskanäle in eine gewöhnliche Entnahmeleitung ohne technisch aufwendige Arbeiten eingesetzt werden kann.
Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zur zuverlässigen Bereitstellung auch pulsartiger Dampfstöße in Dampfbügelstationen oder Dampfreinigungsgeräten.
Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand sche- matischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Dampfentnahmesystems, und
Figuren 2 bis 4 Schaltstellungen einer in Figur 1 gezeigten Ventileinheit.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Dampfentnahmesystem 2, beispielsweise zur Verwendung in einer Bügelstation, das zwischen einem Druckbehälter 4 zur Speicherung von Dampf und einem Verbraucher wie Bügeleisen (nicht dargestellt) anordbar ist. Es hat eine sich von dem Druckspeicher 4 weg erstreckende Entnahmeleitung 6 zur Dampfentnahme mit zwei parallelen Strömungskanäle 8, 10, die über eine Ventileinheit 12 auf- bzw. zusteuerbar und stromabwärts wieder zusammengeführt sind. Die Ventileinheit 12 weist zwei einzelne Ventile 14, 16 auf, die jeweils einem Strömungskanal 8, 10 zugeordnet sind und deren Aufbau und Funktionsweise in Figur 2 näher erläutert wird.
Gemäß Fig. 2 wird die Entnahmeleitung 6 von einem rohrförmigen Körper 18 gebildet, der einen Innenraum 20 mit einem Durchflussquerschnitt Q1 begrenzt. Im Bereich der Längsachse 22 des rohrförmigen Körpers 18 ist zur Ausbildung der beiden parallelen Strömungskanäle 8, 10 eine plattenartige Trennwand 24 vorgesehen. Die beiden Strömungskanäle 8, 10 haben jeweils einen gleich großen halbkreisförmigen Öff- nungsquerschnitt Q2, Q3, die in Summe den bzw. nahezu den Durchflussquerschnitt Q1 definieren.
Im Bereich der Trennwand 24 des rohrförmigen Körpers 18 sind die Ventile 14, 16 bzw. ist die Ventileinheit 12 angeordnet. Diese weisen jeweils einen Ventilkörper 26, 28 auf, der durch eine Querbohrung 30, 32 in dem rohrförmigen Körper 18 geführt ist und mittels denen die Strömungskanäle 8, 10 auf- bzw. zusteuerbar sind. Die Ventilkörper 14, 16 sind vorzugsweise in ihre erste Schaltstellung bzw. Ruhe- oder Schließstellung federvorgespannt und über ein elektrisches Steuersignal in eine zweite Schaltstellung bzw. Öffnungsstellung überführbar.
Im Folgenden werden drei bevorzugte Betriebsmodi der Ventileinheit 12 näher erläutert: Fig. 2 zeigt den ersten Betriebsmodus, in der sich die Ventilkörper 26, 28 der Ventile 14, 16 in ihrer federvorgespannten Ruheposition befinden und beide Strömungskanäle 8, 10 zugesteuert sind, so dass dem Druckbehälter 4 kein Dampf entnommen werden kann. Dieser zugesteuerte Betriebsmodus ist durch die stirnseitig an voneinander abgewandten Flächenabschnitten 34, 36 der Trennwand 24 anliegenden Ventilkörpern 26, 28 verdeutlicht. In dem in Fig. 3 gezeigten zweiten Betriebsmodus ist das linke Ventil 14 derart angesteuert, dass sein Ventilkörper 26 aus seiner Ruhestellung zurückgefahren und in seine Öffnungsstellung überführt ist, so dass der gemäß der Darstellung linke Strömungskanal 8 über seinen gesamten Querschnitt Q2 aufgesteuert ist. Der gemäß der Darstellung rechte Strömungskanal 10 ist weiterhin zugesteuert. Somit wird nur über den Querschnitt Q2 des Strömungskanals 8 dem Druckbehälter 4 Dampf entnommen. In dem in Fig. 4 gezeigten dritten Betriebsmodus sind beide Ventile 14, 16 derart angesteuert, dass sich ihre Ventilkörper 26, 28 in ihrer Öffnungsstellung befinden und somit die Strömungskanäle 8, 10 bzw. beide Querschnitte Q2, Q3 vollständig aufgesteuert sind, so dass die maximale Dampfrate dem Druckbehälter 4 entnehmbar ist, da nun über den gesamten Durchflussquerschnitt Q1 der Entnahmeleitung 6 dem Druckspeicher 4 Dampf entnommen werden kann.
Offenbart ist ein Dampfentnahmesystem 2 für Haushalts- und Industriegeräte, das mit einem Dampfdruckbehälter 4 verbindbar ist, und zwei parallele Strömungskanäle 8, 10 zur Entnahme von Dampf aus dem Dampfdruckbehälter 4 aufweist, die durch eine doppeltwirkende Ventileinheit 12 auf- und zusteuerbar sind, eine Dampfstation mit einem derartigen Dampfentnahmesystem 2 sowie eine Ventileinheit 12 zur Dampfentnahme.
Bezuqszeichenliste
2 Dampfentnahmesystem
4 Druckbehälter
6 Entnahmeleitung
8 erster Strömungskanal
10 zweiter Strömungskanal
12 Ventileinheit
14 Ventil
16 Ventil
18 rohrförmiger Körper
20 Innenraum
22 Längsachse
24 Trennwand
26 Ventilkörper
28 Ventilkörper
30 Querbohrung
32 Querbohrung
34 Flächenabschnitt
36 Flächenabschnitt
Q1 Rohrquerschnitt Entnahmeleitung
Q2 Öffnungsquerschnitt erster Strömungskanal
Q3 Öffnungsquerschnitt zweiter Strömungskanal

Claims

Patentansprüche
Dampfentnahmesystem (2) für Haushalts- und/oder Industriegeräte, das mit einem Dampfdruckbehälter (4) verbindbar ist, und zwei parallele Strömungskanäle (8, 10) zur Entnahme von Dampf aus dem Dampfdruckbehälter (4) aufweist, gekennzeichnet durch eine doppeltwirkende Ventileinheit (12) zum Auf- und Zusteuern der Strömungskanäle (8, 10).
Dampfentnahmesystem (2) nach Anspruch 1 , wobei die Strömungskanäle (8, 10) gleiche Öffnungsquerschnitte (Q2, Q3) haben.
Dampfentnahmesystem (2) nach Anspruch 1 , wobei die Strömungskanäle (8, 10) unterschiedliche Öffnungsquerschnitte (Q2, Q3) haben.
Dampfentnahmesystem (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strömungskanäle (8, 10) einzeln auf- bzw. zusteuerbar sind.
Dampfentnahmesystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der eine Strömungskanal (10) nur in Kombination mit dem anderen Strömungskanal (8) auf- bzw. zusteuerbar ist.
Dampfentnahmesystem (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strömungskanäle (8, 10) stufenlos auf- bzw. zusteuerbar sind.
Dampfentnahmesystem (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strömungskanäle (8, 10) in einem Leitungsabschnitt einer Entnahmeleitung (6) angeordnet sind.
Dampfentnahmesystem (2) nach Anspruch 7, wobei die Ventileinheit (12) zwei einzeln ansteuerbare Ventile (14, 16) aufweist.
Dampfentnahmesystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Ventileinheit (12) ein elektrisch betätigbares 4/3-Wegeventil umfasst.
10. Dampfstation mit einem Dampfentnahmesystem (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dampfentnahmesystem (2) zwischen einem Dampfdruckbehälter (4) und einem Dampfaustrittsdüsen umfassenden Verbraucher angeordnet ist.
1 1. Dampfstation nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher als Dampfreiniger ausgebildet ist.
12. Dampfbügelstation nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher als Bügeleisen ausgebildet ist.
13. Ventileinheit (12) mit zwei Ventilen (14, 16), die jeweils einem Strömungskanal (8, 10) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (8, 10) in einen Leitungsabschnitt einer Fluidleitung (6) integriert sind.
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