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Mischventil Die Erfindung bezieht sich auf ein Mischventil mit einem
Gehäuse mit zwei Zuflußstutzen für die Strömungsmittel und einem Auslaufstutzen.
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Mischventile für verschieden temperierte Ström'#mgsmittel sind bekannt,
auch solche mit einem Gehäuse mit zwei Zuflußstutzen und einem Auslaufstutzen und
einem Einsatz von Ventilen, mit denen das Mischverhältnis durch eine zum Einsatz
gleichachsige Stellschraube geändert und von außen eingestellt werden kann.
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Der Erflndung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mischventil zu schaffen,
das in seinem ganzen Aufbau sehr einfach ist und insbesondere durch ein biegsames
Kabel von einem entfernt gelegenen Ort aus auf eine bestimmte Ausflußtemperatur
des Strömungsmittels eingestellt werden kann. Dieses wird gemäß der Erfindung dadurch
erreicht, daß der Einsatz zwei Ringkammern hat, von denen die eine in ungesteuerter
Verbindung mit dem einen Zufluß und die andere in ungesteuerter Verbindung mit der
Mischkammer steht, die zwischen dem Einsatz und einem Deckel angeordnet ist, der
eine Ausnehmung verschließt, durch die der Einsatz eingesetzt werden kann und an
dem die Stellschraube angeordnet ist, die auf ein mit zwei Sitzflächen ausgebildetes
Ventil wirkt, dessen eine Sitzfläche die Verbindung zwischen der einen Ringkammer
und der Mischkammer steuert und dessen andere Sitzfläche gegensinnig die Verbindung
der anderen Ringkammer mit dem anderen Zufluß steuert, wobei die ungesteuerte Verbindung
zwischen der zuletzt genannten Ringkammer und der Mischkammer über das hohle Innere
des Ventils erfolgt.
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Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß nur eine ganz geringe Kraft
zur Einstellung der Stellschraube, die die Lage des den Durchfluß der Strömungsmittel
regelnden Ventils festlegt, notwendig ist, so daß diese Einstellung über ein biegsames
Kabel vorgenommen werden kann.
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Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, daß gemäß der Erfindung das
Gehäuse des Mischventils aus einem Kunststoff hergestellt werden kann, wodurch die
Gestehungskosten erheblich herabgesetzt werden und die Lebensdauer erhöht wird,
da der verwendete Kunststoff, beispielsweise synthetische faserbildende Polyamide,
in vieler Beziehung bessere Eigenschaften in bezug auf Stoßfestigkeit, Scheuerwiderstand
und Elastizität aufweist, als dies bei den verwendeten Materialien, wie beispielsweise
Gußeisen, der Fall ist.
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Die Zeichnungen bedeuten im einzelnen: Fig. 1 ist ein Schnitt
durch ein Mischventil nach der Linie 1-1 der Fig. 2; Fig. 2 ist ein Schnitt
nach der Linie 2-2 der Fig. 1,
wobei bestimmte Einzelteile schematisch und
andere Einzelteile nicht in ihrer richtigen Lage sind, um die Arbeitsweise des Ventils
besser darstellen zu können.
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In den Zeichnungen ist ein Mischventil 10 mit einem Gehäuse
12 aus Kunststoff dargestellt, welches eine mit Gewinde versehene Einlaßleitung
13 für ein heißes Strömungsmittel und eine mit Gewinde versehene Einlaßleitung
15 für ein kaltes Strömungsmittel besitzt.
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Die Leitung 13 führt durch eine öffnung 17 in eine Einlaßkammer
21 und steht ferner mit einem ringförmigen Abschnitt eines Durchlasses
19 in Verbindung, der neben einem Durchlaßquerschnitt 25 liegt, um
einen Ventilsitz 27 zu bilden. Eine biegsame Membran 29 liegt über
dem Sitz 27 und regelt mit ihm den Strömungsmitteldurchfluß vom Abschnitt
19
in den Abschnitt 25. Die Membran 29 besitzt eine in der Mitte
befindliche öffnung 31 sowie eine kleine Ausflußöffnung 33. Ein als
Kolben wirkender Magnetanker 35 wird von einer Führung 37 aufgenommen
und kann sich in die Öffnung 31 und von ihr fortschieben, wobei die Anordnung
so getroffen ist, daß sich der Kolben 35 in der in der Fig. 2 gezeigten Stellung,
nämlich im Abstand zur öffnung 31, befindet,
wenn die Magnetspule
39 unter Strom gesetzt wird, damit ein im Durchlaß 19 unter Druck
stehendes Strömungsmittel die Membran in geöffneter Stellung halten kann. Wenn die
Magnetspule 39 nicht unter Strom steht, drückt eine Feder in dem äußeren
Ende der Führung37 (nicht dargestellt) den Kölben35 in eine die öffnung
31 schließende Lage. Das in dem Durchlaß19 befindliche Strömungsniittel fließt
dann durch die kleine Ausflußöffnung 33 und kann an der äußeren Oberfläche
der- Membran einen genügend starken Druck ausbilden,- um sie gegen den Ventilsitz
27 in eine Schließstellung zu drücken.
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Wenn sich die Membran 29 in' geöffneter Stellung befindet,
kann ein Strömungsmittel vom Durchlaß 19
über den Durchlaß 25 in eine
Auslaßkammer 41, die zum Teil durch einen Stutzen 43 gebildet wird, fließen.
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Die Leitung 15 für ein kaltes Strömungsmittel führt über einen
Durchlaß 45 in eine Ringkammer 28. In der Fig. 2 ist der Durchlaß 45 nicht in seiner
richtigen Lage dargestellt, jedoch mit eingetragen, um den Durchfluß des Strömungsmittels
im Ventil besser zu veranschaulichen.
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Die Ring#kammer 28 steht in beschränkter Verbindung mit einer Mischkammer
47 für heiße, und kalte Strömungsmittel, die als Ausfluß den Durchlaß 49 besitzt.
Der Durchlaß 49 besitzt einen ringförinigen Ab-
schnitt 19', der neben
einem Auslaßkanalabschnitt 25'
liegt, um einen ringrörinigen Ventilsitz
27' auszubilden. Der Durchfluß eines Strömungsmittels vom Ab-
schnitt
19' in den Abschnitt 25' wird durch eine Membran 29' geregelt,
welche in gleicher Weise wie die Membran 29 arbeitet.
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Der Durchlaßabschnitt 25' führt zur Auslaßkamder 41, in der
ein Vermischen mit dem aus dem Durchlaß 25 ausfließenden Strömungsmittel
stattfindet. Wenn sich die Membran 29 in geöffneter Stellung und die Membran
29' in Schließstellung befindet, wird das aus dem Stutzen 43 ausströmende
Strömungsmittell eine maximale Temperatur besitzen (in Abhängigkeit von der Temperatur
des über die Leitung 13 zugeführten Strömungsmittels).
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Wenn sich die Membran 29 in der Schließstellung und die Membran
29' in der geöffneten Stellung befindet, muß das gesamte aus der Leitung13
einströmende Strömungsmittel durch die öffnung 17 strömen, worauf es mit
dem aus der Leitung 15 einströmenden kalten Strömungsmittel gemischt wird;
das aus dem Stutzen 43 ausströmende Strömungsmittel besitzt daher eine verhältnismäßig
niedrige Temperatur (die genaue Temperatur wird durch die Stellung eines Ventils
36 bestimmt).
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Wenn sich sowohl die Membran 29 als auch die Membran
29' in geöffneter Stellung befinden, wird das aus dem Durchlaß
25 ausströmende heiße Strömungsnüttel mit dem aus dem Durchlaß
25' ausströmenden kalten Strömungsmittel vermischt, und es ergibt sich am
Stutzen 43 ein Strömungsmittel mit einer mittleren Temperatur.
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Die Mischvorrichtung ist unter Bezugnahme auf die Fig. 1 dargestellt
und weist in dem Gehäuse 12 eine im wesentlichen zylindrische Kammer 14 auf. Der
Boden 16 des Gehäuses 12 bildet mit der Wand 18 eines Einsatzes 20
die Einlaßkammer 21 für das heiße Strömungsmittel.
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Der Einsatz 20 besitzt außerdem eine Wand 22, welche zur Ausbildung
einer Ringkammer 24, der Strömungsmittel allein über die Kammer 21 zugeführt wird,
beiträgt. Die obere Wand 26 des Einsatzes 20 bildet mit der Wand 22 eine
Ringkammer 28 für das kalte Strömungsmittel. Ein Sicherungsring
70 drückt auf die Wand 26 und dient der Befestigung des Einsatzes
20 in der Kammer 14.
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Der Auslaßkanal für die Ringkammer 28 wird durch ein ausschraubbares,
rohrförmiges Teil 30, das einen durchgehenden Hohlraum besitzt, gebildet.
Bei seinem Einbau wird das Teil 30 so weit in die Wand 26 eingeschraubt,
bis sein ringförmiger Flansch 30a auf der Oberseite eines Flansches 34 vom Einsatz
20 anliegt. Im Hinblick auf den Betriebsablauf kann das Teil 30 als ein Bestandteil
der Wand 26 des Einsatzes 20 angesehen werden, denn der einzige Grund, das
Teil 30 lösbar auszubilden, liegt darin, ein Einsetzen eines Ventils
36 zu ermöglichen.
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Das Ventil 36 erstreckt sich frei durch eine öffnung
38 in der Wand 22 bis in die Ringkammer 24, so daß eine ringförmige Schulter
oder Sitzfläche 42 an dem unteren Rand eines durch eine öffnung 44 in der unteren
Wand 18 des Einsatzes 20 ausgebildeten Kanals zu liegen kommt. Das Ventil
36 besitzt außerdem eine Schulter oder Sitzfläche 46, welche auf den oberen
Rand des durch die Öffnung 32 gebildeten Kanals paßt. Der Abstand der Flächen
42 und 46 ist kleiner als der Abstand der öffnungen 44 und 32, so daß eine
axiale Verschiebung des Ventils 36 möglich ist, um dadurch die anteiligen
Mengen der in die Mischkammer 47 geleiteten heißen und kalten Strömungsmittel zu
verändern.
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Beim Arbeiten des Mischventils bewegt sich das Ventil 36 nicht
in übereinstimmung mit den Druckunterschieden hin und her, sondern es wird auf eine
feststehende Stellung eingestellt. Die Einstellvorrichtun- umfaßt eine Druckfeder
50, die zwischen dem Flansch 30 a und einem von dem Ventil
36 getragenen Widerlagerring 52 eing gespannt ist. Die obere Seite des Ventils
36 drückt auf eine Stellschraube 54, die in einen an der Innenseite mit einem
Gewinde versehenen Zylinder 56, der von einem Deckel 58 getragen wird,
eingeschraubt ist. Die Justierschraube 54 wirkt dem Druck der Feder 50 entgegen.
Die Anordnung ist so getroffen, daß eine nach oben gerichtete Verstellung der Stellschraube
54 in dem Zylinder 56
eine nach oben gerichtete, durch die Einwirkung der
Feder 50 zustande kommende Verschiebung des Ventils 36 ergibt, wobei
diese Verschiebung zu einem Öffnen des Kanals 44 und einem Schließen des Kanals
32 führt. Von der Stellung des völligen Geschlossenseins bis zum vollkommenen
Geöffnetsein kann jede gewünschte öffnung eingestellt werden.
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Das Ventil 36 ist der Länge nach durchbohrt, um einen zentralen
Durchlaß 60 auszubilden, der an dem unteren Ende durch einen Pfropfen
62 abgeschlossen ist. In dem unteren Ende des Ventils 36 sind vier
radiale Löcher und an dem oberen Ende vier radiale Löcher 66 ausgebohrt.
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Wenn sich das Ventil 36 in seiner in der Fig. 1
dargestellten
Lage befindet, kann beim Betrieb kein heißes Strömungsmittel aus der Kammer 21 durch
die öffnung 44 fließen, jedoch kann ein kaltes Strömungsmittel aus der Ringkammer
28 durch den Kanal 32 in die Mischkammer 47 fließen (von wo es schließlich
in die Kammer 41 über die Durchlässe 49, 19' und 25'
fließt).
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Wenn die Stellschraube 54 in dem Zylinder 56
nach oben geschraubt
wird und damit der Durchlaß 44 teilweise geöffnet wird, fließt eine geregelte Menge
eines
heißen Strömungsmittels aus der Kammer 21 durch den Durchlaß 44 in die Ringkammer
24, durch die Löcher 64, den Durchlaß 60 und die Löcher 66 in die
Mischkammer 47, in der es sich mit dem kalten Strömungsmittel aus dem Durchlaß
32 vermischt.
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Wenn die Stellschraube 54 so weit nach oben geschraubt wird, daß die
Sitzfläche 46 auf die Wand 30
drückt, ist der Durchfluß eines heißen Strömungsmittels
durch den Durchlaß 44 der größtmögliche und der Durchfluß eines kalten Strömungsmittels
durch den Kanal 32 unterbunden.
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Durch die Art der entgegengesetzt gerichteten Sitzflächen 42 und 46
neigt der Strömungsmitteldruck in der Kammer 21 dazu, das Ventil 36 nach
oben zu drücken, während der Strömungsmitteldruck in der Ringkammer 28 dazu
neigt, das Ventil 36 nach unten zu drücken. Die beiden Strömungsmitteldrücke
vermögen sich gegenseitig auszugleichen, wodurch das Ventil 36 durch eine
minimale von Hand auf die Stellschraube 54 übertragene Kraft eingestellt werden
kann. Aus diesem Grunde ist die Feder 50 ziemlich schwach ausgebildet, und
zwar nur so stark, daß sie den Unterschied in den Drücken der heißen und kalten
Strömungsmittel überwindet.
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Da die zum Einstellen der Stellschraube 54 notwendige Kraft oder die
Torsionskraft, welche auf die Stellschraube übertragen wird, verhältnismäßig klein
ist, kann die Stellschraube an das Ende eines biegsamen Kabels (nicht dargestellt)
angeschlossen werden und dieses von einem entfernt liegenden Ort gedreht werden.
Dieses Merkmal ermöglicht eine große Auswahl für den Aufstellungsort des Mischventils
10.
Bei bisher bekannten Vorrichtungen ist die zum Einstellen notwendige Torsionskraft
verhältnismäßig groß, so daß die Verwendung eines biegsamen Kabels in der Art, wie
sie bei dem Mischventil gemäß der Erfindung möglich ist, ausgeschlossen ist.
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Das dargestellte Ventil ist verhältnismäßig klein, und seine Einzelteile
können leicht zusammengebaut werden. Bei dem Zusammenbau des Ventils können der
Einsatz 20, das Ventil 36 und die Feder 50 vor dem Einbau in die Kammer
14 zusammengesetzt werden. Wenn sich der Widerlagerring in seiner richtigen Lage
befindet, kann der Deckel 58 (mit dem daran befindlichen Zylinder
56) auf dem Ventilgehäuse in seiner dargestellten Lage befestigt werden.
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In dieser Ausführung unterscheidet sich das Mischventil gemäß der
Erfindung auch von einer noch bekanntgewordenen Ausführung, bei der die Mischkammer
zwischen den beiden Zuflüssen liegt und der Ablauf aus der Mischkammer in der Mitte
des Gehäuses um einen Thermostaten herum vorgesehen ist, so daß ein Umbau dieser
bekannten Vorrichtung in diejenige gemäß der Erfindung nicht möglich ist, ohne den
Gedanken aufzugeben, die Zuflüsse auch als Rückschlagventile auszugestalten, wie
dieses bei der bekannten Vorrichtung der Fall ist.