DE10305394B4

DE10305394B4 - Flüssigkeitsventil für Heiz- und/oder Kühlanlagen

Info

Publication number: DE10305394B4
Application number: DE10305394A
Authority: DE
Inventors: Fritz Essfeld; Bernhard Dipl.-Ing. Henke
Original assignee: Theodor Heimeier Metallwerk GmbH
Current assignee: IMI Hydronic Engineering Deutschland GmbH
Priority date: 2003-02-11
Filing date: 2003-02-11
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2023-02-12
Also published as: DE10305394A1

Abstract

Flüssigkeitsventil für Heiz- und/oder Kühlanlagen mit einem Ventilgehäuse (1), mit einem Zulaufstutzen (2), mit einem Ablaufstutzen (3), mit einem zwischen dem Zulaufstutzen (2) und dem Ablaufstutzen (3) angeordneten Regelventilstutzen (4) zur Aufnahme eines Ventileinsatzes (5), dessen Ventilkörper (6) mit einem Regelventilsitz (7) zusammenwirkt, mit einer Voreinstellvorrichtung (8), die mit einer Drosselstelle (9) zusammenwirkt und mit zwei zwischen dem Zulaufstutzen (2) und dem Ablaufstutzen (3) angeordneten Druckmeßkanälen (10, 11), die in Druckmeßstutzen (12, 13) münden, wobei die Voreinstellvorrichtung (8) Teil des Ventileinsatzes (5) ist, wobei ein weiterer Stutzen (14) vorhanden ist, der mit einem zweiten Ventilsitz (15) strömungsleitend verbunden ist, welcher mit einem zweiten Ventilkörper (16) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ventilkörper (16) an der selben Ventilstange (17) wie der erste Ventilkörper (6) befestigt ist und dass die Voreinstellvorrichtung (8) mindestens einen Ventilsitz trägt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsventil für Heiz- und/oder Kühlanlagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Flüssigkeitsventil ist aus der DE 102 11 533 A1 bekannt. Das dortige Flüssigkeitsventil ist als Hahnblock einer Anschlussverschraubung für einen Kompaktheizkörper ausgebildet, bei dem jedoch die Voreinstellvorrichtung separat vom Ventileinsatz ausgebildet ist. Es ist zwar ein zweiter Ventilkörper vorhanden. Dieser zweite Ventilkörper wird jedoch separat von dem ersten Ventilkörper verstellt. Dieser zweite Ventilkörper dient allein der statischen Voreinstellung der Durchflussmenge.

Ein weiteres Flüssigkeitsventil ist aus der DE 100 62 681 C2 bekannt. Das dortige Flüssigkeitsventil weist zwar einen weiteren Stutzen auf, der jedoch allein der Voreinstellung bzw. Absperrung dient. Das heißt auch hier erfolgt die Voreinstellung getrennt vom eigentlichen Regelventil.

Ein weiteres Flüssigkeitsventil ist aus der DE 100 64 620 A1 bekannt. Das dortige Flüssigkeitsventil ist ein 2-Wege- oder Durchgangsventil, bei dem die Voreinstellvorrichtung als Teil des Ventileinsatzes ausgebildet ist und eine Schürze mit Durchgangsöffnungen veränderlichen Querschnitts aufweist.

Die genannte Ausbildung der Voreinstellung hat sich unter verschiedenen Gesichtspunkten durchaus bewährt. Der Verwendung dieser Voreinstellung waren jedoch Grenzen gesetzt, weil sie nur für Durchgangsventile ohne weitere Maßnahmen verwendbar war.

Die Erfindung hat die Aufgabe ein Flüssigkeitsventil für Heiz- und/oder Kühlanlagen gemäß dem Stand der Technik dahingehend weiterzubilden, dass sich weitere Verwendungsmöglichkeiten bieten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der zweite Ventilkörper an der selben Ventilstange wie der erste Ventilkörper befestigt ist und dass die Voreinstellvorrichtung mindestens einen Ventilsitz trägt.

Durch diese erfindungsgemäße Weiterbildung des Flüssigkeitsventiles, bei dem das Ventilgehäuse einen weiteren Stutzen aufweist, ist das Flüssigkeitsventil als 3-We geventil verwendbar. Dadurch, dass ein weiterer Ventilsitz vorgesehen ist, der mit einem weiteren Ventilkörper zusammenwirkt, ist auch die Regelung des Durchflusses im Bezug auf diesen weiteren Stutzen möglich. Durch die Befestigung beider Ventilkörper an der selben Ventilstange ist eine korrespondierende Verstellung der Durchflußquerschnitte bezüglich beider Kombinationen aus Ventilsitz und Ventilkörper möglich, so dass eine Vergrößerung des einen Durchflußquerschnittes eine entsprechende Verringerung des anderen Durchflußquerschnittes bewirkt.

Zur einfachen fertigungs- und montagetechnischen Ausbildung des Flüssigkeitsventiles trägt die Voreinstellvorrichtung mindestens einen der beiden Ventilsitze, so dass die Gesamtheit aus Ventileinsatz und Voreinstellvorrichtung gemeinsam mit beiden Ventilkörpern und dem mindestens einen Ventilsitz, der von der Voreinstellvorrichtung getragen ist, mit einem Arbeitsgang in den entsprechenden Regelventilstutzen eingeschraubt werden kann.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich insgesamt ein Flüssigkeitsventil für Heiz- und/oder Kühlanlagen, das abhängig davon, ob der weitere Stutzen ein Zulaufstutzen oder ein Ablaufstutzen ist, als Mischventil oder als Umschaltventil verwendet werden kann und in dieser Form sowohl bei Heiz- als auch bei Kühlanlagen Verwendung finden kann. Dabei kann eine große Zahl von Gleichteilen verwendet werden, was die Teilevielfalt bei der Fertigung und Lagerhaltung verringert und insgesamt zu einer sehr kostengünstigen Konstruktion und Montage des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsventiles führt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Flüssigkeitsventiles gemäß der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Unter dem Gesichtspunkt der Ersparnis von Bauraum ist es besonders vorteilhaft, wenn die Voreinstellvorrichtung eine Hülse aufweist, die zwischen einem Gewindeeinsatz des Ventileinsatzes und einer federbelasteten Rückstelleinrichtung für die Ventilkörper drehbar angeordnet ist. Darüber hinaus kann durch diese Maßnahme durch einfaches Verdrehen der Hülse der Voreinstellvorrichtung gegenüber dem Gewindeeinsatz des Ventileinsatzes auf sehr einfache Art und Weise der Regeldurchfluß voreingestellt werden.

Besonders vorteilhaft kann die Voreinstellvorrichtung in Richtung des Regelventilsitzes eine Schürze aufweisen, deren Stirnseite auf einer den Regelventilsitz umlaufenden Auflagefläche aufliegt, wobei die Umfangsfläche der Schürze zur Voreinstellung des Regeldurchflusses mindestens eine Öffnung aufweist, die mit einer Ablauföffnung des Ventilgehäuses zusammenwirkt. Dadurch wird eine Blende zur Voreinstellung des Regeldurchflusses geschaffen, die in ihrer Fläche veränderlich ist und dadurch die Voreinstellung des Regeldurchflusses ermöglicht.

Zur Durchführung der Voreinstellung ist es besonders vorteilhaft, wenn die Hülse auf der vom Regelventilsitz abgewandten Seite Mittel zum formschlüssigen Verbinden mit einem Voreinstellwerkzeug aufweist, wobei in diesem Zusammenhang das Vor einstellwerkzeug ein Drehschlüssel sein kann, der zum Ablesen der Voreinstellung eine Skala trägt.

Wie vorher bereits erläutert, kann der weitere Stutzen ein Zulaufstutzen sein, so dass es sich bei dem Flüssigkeitsventil um ein sogenanntes 3-Wege-Mischventil handelt. Dabei können besonders vorteilhaft die Ventilkörper zwischen den Ventilsitzen angeordnet sein, so dass sich eine sehr kompakte Bauform des Ventileinsatzes gemeinsam mit der Voreinstellvorrichtung und damit ein sehr kompakter Aufbau dieses 3-Wege-Mischventiles ergibt.

Andererseits ist es auch möglich den weiteren Stutzen als Ablaufstutzen auszubilden, so dass das Flüssigkeitsventil ein 3-Wege-Umschaltventil ist. In diesem Fall können besonders vorteilhaft die Ventilsitze zwischen den Ventilkörpern angeordnet sein. Insbesondere in diesem Zusammenhang kann die Voreinstellvorrichtung beide Ventilsitze tragen, wodurch sich wieder ein sehr einfacher und kompakter Aufbau des Flüssigkeitsventiles ergibt, weil das Ventilgehäuse keine fein bearbeiteten Ventilsitze aufweisen muß.

Um zum Zweck der Voreinstellung eine vordefinierte Blendenmessung zu ermöglichen, kann das Ventilgehäuse zulaufseitig eine zusätzliche Meßblende aufweisen. In diesem Fall werden die meßbaren Druckdifferenzen allein durch die separate Meßblende vorgegeben. Die Eingabe der Voreinstellwerte ist nicht erforderlich.

Die Druckmeßkanäle können vorteilhaft außerhalb der Gesamtheit der beiden Ventilsitze angeordnet sein, um den kompakten Aufbau der Gesamtheit aus Ventileinsatz und Voreinstellvorrichtung nicht zu behindern. Zur Strömungsberuhigung kann der zulaufseitige Druckmeßkanal in einer separaten Meßkammer des Ventilgehäuses münden. Dann können beide Zulaufkanäle als Gesamtheit bzw. die Zulaufkanäle einzeln gemessen werden.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsventiles sind in die Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
1 ein Flüssigkeitsventil gemäß der Erfindung als 3-Wege-Mischventil in einem Schnitt durch die Ebene der Ventilstange,
2 das selbe Flüssigkeitsventil wie in 1 in einem Querschnitt gemäß der Schnittebene C-C in 1,
3 einen Schnitt durch ein 3-Wege-Mischventil mit einer gegenüber 1 veränderten Anordnung der Druckmeßkanäle und Druckmeßstutzen,
4 ein Mischventil mit einer separaten Meßkammer für den zulaufseitigen Druckmeßkanal im Schnitt und
5 einen Schnitt durch eine 3-Wege-Umschaltventil gemäß der Erfindung mit der Schnittebene durch die Ventilstange.
In der 1 weist das 3-Wege-Mischventil ein Ventilgehäuse (1) mit einem Zulaufstutzen (2) und mit einem Ablaufstutzen (3) auf. Zwischen dem Zulaufstutzen (2) und dem Ablaufstutzen (3) ist ein Regelventilstutzen (4) angeordnet, der einen Ventileinsatz (5) aufnimmt. Der Ventileinsatz (5) weist eine Ventilstange (17) auf, die einen ersten Ventilkörper (6) trägt, welcher mit einem Regelventilsitz (7) zusammenwirkt.
Die Ventilstange (17) weist einen zweiten Ventilkörper (16) auf, der mit einem zweiten Ventilsitz (15) zusammenwirkt. Dieser zweite Ventilsitz (15) ist mit einem weiteren Stutzen (14) strömungsleitend verbunden, der bei dem Mischventil gemäß der 1 als weiterer Zulaufstutzen ausgebildet ist.
Die Voreinstellvorrichtung (8) wirkt mit einer Drosselstelle (9) zusammen. Die Voreinstellvorrichtung (8) ist dabei Teil des Ventileinsatzes (5) und weist eine Hülse (18) auf, die zwischen einem Gewindeeinsatz (19) des Ventileinsatzes (5) und einer federbelasteten Rückstelleinrichtung (20) für die Ventilkörper (6, 16) drehbar angeordnet ist.
Dabei weist die Voreinstellvorrichtung (8) in Richtung des Regelventilsitzes (7) eine Schürze (21) auf, deren Stirnseite (22) auf einer den Regelventilsitz (7) umlaufenden Auflagefläche (23) aufliegt. Die Umfangsfläche der Schürze (21) weist eine Öffnung (24) auf, die als Ausnehmung ausgebildet ist und die eine über den Drehwinkel der Schürze veränderliche Höhe (H) aufweist. Diese Höhe (H) ist in der 5 gekennzeichnet.
Die Verdrehung der Hülse (18) der Voreinstellvorrichtung (8) gegenüber dem übrigen Ventileinsatz (5) erfolgt dabei mittels eines Voreinstellwerkzeuges, das in den Fig. nicht dargestellt ist. Zum formschlüssigen Verbinden der Hülse (18) mit dem Voreinstellwerkzeug weist die Hülse (18) auf der vom Regelventilsitz (17) abgewandten Seite Mittel (25) auf.
Bei dem 3-Wege-Mischventil gemäß der 1 sind, wie aus der Zeichnung ersichtlich, die Ventilkörper (6, 16) zu einer Art Ventilkörperblock zusammengefaßt, der zwischen den Ventilsitzen (7, 15) angeordnet ist. Dabei ist einer der Ventilsitze, nämlich der zweite Ventilsitz (15), als Teil des Ventilgehäuses (1) ausgebildet, wogegen der zweite Ventilsitz, nämlich der Regelventilsitz (7), von der Voreinstellvorrichtung getragen und im konkreten Fall einstückig mit der Hülse (18) der Voreinstellvorrichtung (8) ausgebildet ist.
Die Strömungsverhältnisse des 3-Wege-Mischventiles gemäß der 1 sind in der Fig. mit Pfeilen gekennzeichnet. Pfeil A kennzeichnet den Zulauf über den Zulaufstutzen (2). Pfeil B kennzeichnet den Zulauf über den Zulaufstutzen (14). Der Pfeil AB kennzeichnet den Ablauf über den Ablaufstutzen (3). Die Mischung der beiden Zuläufe (A, B) erfolgt dabei in der Mischkammer, die zwischen den beiden Ventilsitzen (7, 15) um die Ventilkörper (6,16) herum im Inneren der Schürze (21) der Voreinstellvorrichtung (8) gebildet wird. D. h., wird der eine Regelquerschnitt mehr geöffnet, so wird der andere Regelquerschnitt mehr geschlossen.
In der 2 sind gleiche oder gleichwirkende Vorrichtungsteile mit den selben Bezugszeichen wie in 1 versehen. In dieser 2 erkennt man die Anordnung der Druckmeßkanäle (10, 11), die in Druckmeßstutzen (12, 13) münden. Diese Druckmeßkanäle münden außerhalb der Gesamtheit der beiden Ventilsitze (7, 15) im Inneren des Ventilgehäuses (1 ). Die Druckmessung stört also nicht die Strömungs- und Druckverhältnisse im unmittelbaren Bereich der Mischkammer.
In der 3, deren Bezugszeichen im wesentlichen mit den Bezugszeichen der 1 übereinstimmen, ist eine weitere Anordnung der Druckmeßkanäle (10, 11) und der Druckmeßstutzen (12, 13) dargestellt, bei der die Druckmeßstutzen (12, 13) in der Ebene aufgespannt durch die Zulaufstutzen (2, 14) und den Ablaufstutzen (3) und den Regelventilstutzen (4) liegen. Dies verringert den Platzbedarf in Richtung senkrecht zu dieser Ebene. Diese Anordnung führt jedoch zu einer Verlängerung des Zulaufstutzens (2) und des Ablaufstutzens (3). Bei dieser Ausführungsform ist zusätzlich zu der Regelventilblendenanordnung eine separate Meßblende (26) vorgesehen, die die Differenzdruckmessung bei einem eindeutig definierten Blendenquerschnitt mit voll geöffneter Voreinstellblende ermöglicht.
In der 4 sind ebenfalls gleiche Vorrichtungsteile mit den selben Bezugszeichen wie in der 1 versehen. Bei dieser Ausführungsform, bei der die Druckmeßkanäle und Druckmeßstutzen in etwa vergleichbar mit de 2 angeordnet sind, ist jedoch eine separate Meßkammer (27) für den zulaufseitigen Druckmeßkanal (10) in dem Ventilgehäuse (1) vorgesehen. Die Anordnung dieser Meßkammer ermöglicht die Messung des Druckes beider Zulaufkanäle als Gesamtheit bzw. die einzelne Druckmessung der Zulaufkanäle, wenn der jeweils zweite Kanal geschlossen ist. Diese separate Meßkammer (27) ermöglicht ebenfalls eine Druckmessung sehr nahe im Bereich der Regelquerschnitte und dient weiterhin der Strömungsberuhigung zur Erhöhung der Genauigkeit der Druckmessung.
In der 5 sind gleiche oder gleichwirkende Vorrichtungsteile wie in den 1 bis 4 mit den selben Bezugszeichen versehen. Bei dem 3-Wegeventil gemäß der 5 handelt es sich jedoch im Unterschied zu den bisher dargestellten Ventilen um ein sogenanntes Umschaltventil, bei dem der weitere Stutzen (14) nicht als Zulauf- sondern als Ablaufstutzen ausgebildet ist. Die Strömungsverhältnisse in diesem Umschaltventil sind in der 5 durch Pfeile gekennzeichnet, wobei der Pfeil I den Zulauf und die Pfeile II und III die Abläufe kennzeichnen. Hier erfolgt also eine Verteilung der zulaufenden Flüssigkeit auf die beiden Ablaufstutzen (3) und (14). Hierzu sind die Ventilsitze (7, 15) zwischen den Ventilkörpern (6, 16) angeordnet. Die Voreinstellvorrichtung (8) trägt beide Ventilsitze (7, 15), so dass eine Feinbearbeitung des Ventilgehäuses (1) zur Herstellung der Ventilsitze nicht erforderlich ist.
Wie bereits vorher erläutert, ist die Öffnung (24) der Umfangsfläche als Ausnehmung ausgebildet, die eine über den Drehwinkel der Schürze (21) veränderliche Höhe (H) aufweist. Um eine mechanische Verbindung des oberen und des unteren Teils der Schürze (21) in der 5 zu gewährleisten sind Stege (28) vorgesehen.

Claims

Flüssigkeitsventil für Heiz- und/oder Kühlanlagen mit einem Ventilgehäuse (1), mit einem Zulaufstutzen (2), mit einem Ablaufstutzen (3), mit einem zwischen dem Zulaufstutzen (2) und dem Ablaufstutzen (3) angeordneten Regelventilstutzen (4) zur Aufnahme eines Ventileinsatzes (5), dessen Ventilkörper (6) mit einem Regelventilsitz (7) zusammenwirkt, mit einer Voreinstellvorrichtung (8), die mit einer Drosselstelle (9) zusammenwirkt und mit zwei zwischen dem Zulaufstutzen (2) und dem Ablaufstutzen (3) angeordneten Druckmeßkanälen (10, 11), die in Druckmeßstutzen (12, 13) münden, wobei die Voreinstellvorrichtung (8) Teil des Ventileinsatzes (5) ist, wobei ein weiterer Stutzen (14) vorhanden ist, der mit einem zweiten Ventilsitz (15) strömungsleitend verbunden ist, welcher mit einem zweiten Ventilkörper (16) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ventilkörper (16) an der selben Ventilstange (17) wie der erste Ventilkörper (6) befestigt ist und dass die Voreinstellvorrichtung (8) mindestens einen Ventilsitz trägt.
Flüssigkeitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Voreinstellvorrichtung (8) eine Hülse (18) aufweist, die zwischen einem Gewindeeinsatz (19) des Ventileinsatzes (5) und einer federbelasteten Rückstellvorrichtung (20) für die Ventilkörper (6, 16) drehbar angeordnet ist.
Flüssigkeitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Voreinstellvorrichtung (8) in Richtung des Regelventilsitzes (7) eine Schürze (21) aufweist, deren Stirnseite (22) auf einer den Regelventilsitz (7) umlaufenden Auflagefläche (23) aufliegt und dessen Umfangsfläche mindestens eine Öffnung (24) aufweist.
Flüssigkeitsventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Öffnung (24) der Umfangsfläche eine Ausnehmung ist, die eine über den Drehwinkel der Schürze (21) veränderliche Höhe (H) aufweist.
Flüssigkeitsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (18) auf der vom Regelventilsitz (7) abgewandten Seite Mittel (25) zum formschlüssigen Verbinden mit einem Voreinstellwerkzeug aufweist.
Flüssigkeitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Stutzen (14) ein Zulaufstutzen ist und dass die Ventilkörper (6, 16) zwischen den Ventilsitzen (7, 15) angeordnet sind.
Flüssigkeitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Stutzen (14) ein Ablaufstutzen ist und dass die Ventilsitze (7, 15) zwischen den Ventilkörpern (6, 16) angeordnet sind.
Flüssigkeitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Voreinstellvorrichtung (8) beide Ventilsitze (7, 15) trägt.
Flüssigkeitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (1) zulaufseitig eine zusätzliche Meßblende (26) aufweist.
Flüssigkeitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmeßkanäle (10, 11) außerhalb der Gesamtheit der beiden Ventilsitze (7, 15) angeordnet sind.
Flüssigkeitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zulaufseitige Druckmeßkanal (10) in einer separaten Meßkammer (27) des Ventilgehäuses (1) mündet.