DE1912457C3 - Vierwegemischventil für eine Heizungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Vierwegemischventil für eine Heizungsanlage mit einem die Heizkörper enthaltenden Heizungskreis und einem den Vorlauf des Kessels unmittelbar in den Kessel zurückführenden Kesselkreis, das ein Ventilgehäuse mit vier räumlich übereinanderliegenden Ventilkammern aufweist, die durch einen gemeinsamen, eine Ventilspindel enthaltenden Kanal miteinander in Verbindung stehen, jeweils einen Ventileinlaß oder -auslaß haben und denen zwei auf der Ventilspindel angeordnete Ventilkörper zugeordnet sind, über die in einer ihrer beiden möglichen Grenzstellungen die der Vorlaufleitung des Kesselkreises zugeordnete erste Ventilkammer unter gleichzeitiger Verbindung der der Heizungskreisvorlaufleitung und der Kesselkreisrücklaufleitung zugeordneten zweiten und dritten Ventilkammer mit der der Heizungskreisrücklaufleitung zugeordneten vierten Ventilkammer verbindbar ist

Beispielsweise bei Heißwasserheizungen von Gebäuden ist es erforderlich« den Vorlauf des Kessel; entsprechend dem Wärmebedarf im Heizungskreis aul den Heizungs- und den Kesselkreis aufteilen zu können Hierzu ist der Heizungskreis des Kessels mit dem

ίο Kesselkreis durch eine Vierwegemischvorrichtung gekoppelt, wozu häufig eine mit Klappen arbeitende Mischvorrichtung Verwendung findet In der Praxis hai sich gezeigt, daß ein absolut dichter Abschluß des Kesselvorlaufes gegenüber dem Heizungskreis bei

Null-Bedarf an Wärme auf der Heizungsseite nur sehr

schwer zu erzielen ist, insbesondere dann, wenn die Mischvorrichtung über eine gewisse Zeit in Betrieb gewesen ist.

Aus der deutschen Auslegeschrift 11 64 177 ist ein Vierwegemischer insbesondere für Heizungsanlagen bekannt, der zur Kopplung des Heizungskreises und des Kesselkreises einer Heizungsanlage bestimmt und in Gestalt eines Vierwegemischventils ausgebildet ist. Dieses Ventil weist ein Ventilverschlußstück auf, das zwei in einem festen Abstand angeordnete Dichtflächen trägt, denen in einem entsprechenden Abstand im Ventilgehäuse angeordnete Ventilsitze zugeordnet sind, Bei solchen Ventilen, bei denen in einer Grenzstellung des Ventilverschlußkörpers zwei im festen Abstand voneinander angeordnete Dichtflächen des Ventilverschlußstückes gleichzeitig an den beiden zugeordneten Ventilsitzen exakt abdichten sollen, ist es praktisch schwierig, den Abstand der beiden Dichtflächen so einzujustieren, daß die gewünschte dichtende Auflage auf beiden Ventilsitzen gewährleistet ist. Ist die Einjustierung nicht exakt oder treten im Verlaufe längerer Betriebszeiten des Ventils Veränderungen auf, so läßt sich nicht vermeiden, daß lediglich an einer Dichtfläche genaue Abdichtungsverhältnisse gegeben sind. Abgesehen davon ist die Herstellung solcher Ventile teuer, weil hinsichtlich des Abstandes der einander zugeordneten Ventilsitze und Dichtflächen enge Toleranzen eingehalten werden müssen. Das Ventil verschlußstück des bekannten Ventils ist außerdem als Hohlkörper ausgebildet, der eine axiale Durchgangsbohrung aufweist, die je nach der Ventilstellung im Kesselkreis der Heizungsanlage liegt. Um eine unerwünschte Drosselung zu vermeiden, ist deshalb ein bestimmter, verhältnismäßig großer Mindestdurchmesser des Ventilverschlußstückes vorgegeben, der einen entsprechend großen Platzbedarf des ganzen Ventils ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vierwegemischventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei einfachem konstruktivem betriebssicherem Aufbau und bei kleinen Außenabmessungen sich dadurch auszeichnet, daß es eine einwandfreie Abdichtung zwischen dem Heizungskreis und dem Kesselkreis bei Null-Bedarf an Wärme auf der Heizungsseite gewährleistet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Vierwegemischventil gemäß der Erfindung, dadurch gekennzeichnet, daß in der anderen Grenzstellung der Ventilspindel die erste Ventilkammer unter gleichzeitigem Verschluß der dritten und vierten Ventilkammer mit der zweiten Ventilkammer verbindbar ist und zumindest einer der Ventilkörper eine Scheibe ist, die sich in den beiden Grenzstellungen der Ventilspindel dichtend an die

jeweils Ventilsitze bildenden, einander gegenüberliegenden Öffnungsränder der ersten Ventilkammer anlegen kann, wobei der der Heizungski dsrücklaufleitung zugeordnete Ventileinlaß über eine Leitung mit dem der Kesselrücklaufleitung zugeordneten Ventilauslaß verbunden ist

Das neue Vierwegemischventil ergibt einen sehr einfachen Aufbau der Heizungsanlage, bei der eine einwandfrei Trennung des Heizungs- und des Kesselkreislauf es möglich ist

In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Anordnung deratt getroffen sein, daß der zweite Ventilkörper eine Scheibe ist, die in einer Grenzstellung der Ventilspindel in den zwischen der zweiten und der dritten Ventilkammer liegenden Teil des Kanals _ur. «.r Ausbildung einer Dichtung gegenüber der umgebenden Wand eingeführt ist

Schließlich ergeben sich besonders einfache konstruktive Verhältnisse, wenn die Ventilspindel eine durch eine Spindelmutter verstellbare, unverdrehbar geführte Gewindespindel ist, die an ihrem der Spindelmutter entgegengesetzten Ende im Boden des Ventilgehäuses geführt ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Heizungsanlage mit einem Vierwegemischventil gemäß der Erfindung in einer schematischen Darstellung,

F i g. 2 das Vierwegemischventil der Heizungsanlage nach F i g. 2 in der Stellung für maximalen Wärmebedarf an den Heizkörpern im axialen Schnitt in einer Seitenansicht,

F i g. 3 das Ventil nach F i g. 2 in einem axialen Schnitt, der rechtwinklig zu der Ansicht nach F i g. 2 verläuft, in einer Seitenansicht,

F i g. 4 das Vierwegemischventil der Heizungsanlage nach Fig. 1 in der Stellung für Null-Bedarf an Wärme an den Heizkörpern im axialen Schnitt in einer Seitenansicht und

F i g. 5 das Ventil nach F i g. 4 in einem axialen Schnitt, der rechtwinklig zu der Ansicht nach F i g. 4 verläuft, in einer Seitenansicht.

Von dem Kessel 20 gelangt der Vorlauf des Kessels über eine Leitung 21 zu einem Einlaß 12 des Vierwegemischventils 29, dessen einer Auslaß 31 über 4^ Leitungen 32, 22 wiederum an den Kessel 20 angeschlossen ist. Die Leitungen 21, 32, 22 bilden den Kesselkreis, während an einen Ventilauslaß 30 und einen Ventileinlaß 13 angeschlossene Leitungen 24 und 28 zusammen mit einer Leitung 27 den Heizungskreis darstellen, in dem eine Pumpe 25 und ein Heizkörper 26 liegen. Der dem Heizungskreisrücklauf 28 zugeordnete Ventileinlaß 13 ist durch eine Verbindurgsleitung 23 mit dem dem Kesselkreisrücklauf 32 zugeordneten Auslaß 31 unmittelbar verbunden.

Soll die volle Leistung des Kessels 20 zu dem Heizkörper 26 gelangen, so ist das Vierwegemischventil 29 derart eingestellt, daß der Kesselvorlauf über die Leitung 21, das Vierwegemischventil 29, die Leitung 24 und die Pumpe 25 zu dem Heizkörper 26 gelangt, von dem aus über die Leitung 27, die Verbindungsleitung 23 und die Leitung 22 eine Rückleitung zu dem Kessel 20 besteht. Die Verbindung von 12 nach 31 sowie jene von 13 nach 31 sind somit gesperrt.

Besteht an dem Heizkörper 26 kein Wärmebedarf (Nullwärmebedarf), so werden durch das Vierwegemischventil 29 zwei getrennte Kreisläufe, nämlich der Hpi7iinßskreis und der Kesselzirkulationskreis, ausge bildet: Der Kesselvorlauf strömt Ober die Leitung 21 und das Vierwegemischventil 29 in die Leitung 32 und von dort aus über die Leitung 22 wieder in den Kessel 20 zurück, während andererseits der Heizungskreis über den Ventilauslaß 30, die Leitung 24, die Pumpe 25, den Heizkörper 26, die Leitung 27, die Leitung 28 und den Ventileinlaß 13 geschlossen ist. Die Verbindung zwischen 12 und 30 ist unterbrochen.

Bei Zwischenstellungen des Vierwegemischventils 29 ergibt sich die erwünschte, zur Anpassung an den Wärmebedarf des Heizkörpers 26 erforderliche Mischung.

Der Aufbau des Vierwegemischventils 29 ist in den F i g. 2 bis 5 veranschaulicht, wobei die F i g. 2 und 3 das Ventil in einer dem maximalen Wärmebedarf des Heizkörpers 26 entsprechenden Stellung zeigen, während in den F i g. 4 und 5 das Ventil in einer Stellung veranschaulicht ist, die dem Nullwärmebedarf entspricht Da der Aufbau des Ventils grundsätzlich in allen Figuren derselbe ist, genügt es, zunächst eine Erläuterung an Hand der F i g. 2 und 3 vorzunehmen:

Von einem Ventilantrieb 1, der sich über Säulen 2 gegen ein Ventilgehäuse 17 abstützt, wird eine Spindelmutter 3 angetrieben, die eine als Gewindespindel ausgebildete Ventilspindel 5 längs verschieben kann, welcher eine Verdrehsicherung 4 zugeordnet ist die an einer der Säulen 2 gehalten ist. Die Ventilspindel 5 ist an ihrem der Spindelmutter 3 entgegengesetzten freien Ende bei 18 im Boden des Ventilgehäuses 17 geführt. Sie trägt zwei in einigem Abstand auf ihr fest angeordnete Ventilkörper 15, 16, die als Scheiben ausgebildet sind und in einer noch zu erläuternden Weise zur Wirkung kommen.

In dem Ventilgehäuse 17 sind vier übereinanderliegend angeordnete Ventilkammern 8, 9 und 14, 7 ausgebildet von denen die erste Ventilkammer 14 mit dem dem Kesselvorlauf zugeordneten Ventileinlaß 12 verbunden ist, während die zweite Ventilkammer 9 (F i g. 3) mit dem der Kesselkreisvorlaufleitung 24 verbundenen Ventilauslaß 30 in Verbindung steht. Die dritte Ventilkammer 8 ist mit der dem Heizungskreisrücklauf zugeordneten Leitung 28 über den Ventileinlaß 13 verbunden, während die vierte Ventilkammer 7 mit dem Ventilauslaß 31 verbunden ist, der an die Kesselzirkulationskreis-Rücklaufleitung 32 angeschlossen ist. Die Ventileinlässe 12, 13 liegen in einer Ebene, die gegenüber der Ebene der Ventilauslässe 30, 31 um 90° gedreht ist, wie es aus den F i g. 2 und 3 hervorgeht.

Die Ventilkammern 8, 9 und 14, 7 stehen über einen gemeinsamen mittig sie durchdringenden Kanal 34 miteinander in Verbindung, in dem die Ventilspindel 5 verläuft, die bei 6 abgedichtet in das Ventilgehäuse 1) eintritt. Die Ausbildung des Ventilgehäuses 17 ist nur derart getroffen, daß im Bereiche der öffnungsberan dung /u dem Kanal 34 der ersten Ventilkammer 14 zwe gegenüberliegende ebene Ventilsitze 10, 11 ausgebilde sind, gegen die sich der als Scheibe ausgebildeti Ventilkörper 15 in den jeweiligen Grenzstellungen de Ventilspindel 5 genau abdichtend wechselweise anlege! kann. Auch der andere Ventilkörper 16 ist als Scheib ausgebildet, doch ist die Anordnung in dem Trennbe reich zwischen der dritten Ventilkammer 8 und de zweiten Ventilkammer 9 derart getroffen, daß die de Kanal 34 begrenzende Wand 19 zusammen mit de Umfangsfläche des Ventilkörpers 16 eine einwandfrei Abdichtung zustandebringen kann, wenn der Ventilköi per 16 in der Grenzstellung entsprechend F i g. 2 in de Kanal 34 hineinbewegt ist. Durch diese Anordnung i:

gewährleistet, daß einerseits der obere Ventilkörper 15 satt gegen seinen Sitz tO zur Anlage kommen kann — so daß eine einwandfreie Abdichtung zustande kommt — und andererseits der untere Ventilkörper 16, dadurch daß er an seinem Umfang dichtet, ohne Behinderung der Anlage des oberen Ventilkörpers 15 seine Dichtwirkung erzielt.

In der in Fig.2, 3 dargestellten Grenzstellung der Ventilspindel 5 sind die Ventilkammern 14 und 7, d. h. die erste und die vierte Ventilkammer, voneinander getrennt, während die erste und die zweite Ventilkammer, d. h. die Ventilkammer 14 und die Ventilkammer 9, miteinander verbunden sind, während die dritte Ventilkammer 8 abgesperrt ist.

Für das Ventil bedeutet dies, daß (vgl. Fig. 1) zwischen 12 und 30 eine Verbindung besteht, während die Verbindung zwischen 13 und 30 unterbrochen ist und die bei 13 und 31 angeschlossenen Leitungen 28 und 32 abgesperrt sind. Demgemäß kann der Vorlauf des Kessels 20 von der Leitung 21 über den Einlaß 12, die erste Ventilkammer 14, die zweite Ventilkammer 9 und den Auslaß 30 sowie die Leitung 24 zu dem Heizkörper 26 strömen, während der Rücklauf über die Leitungen 27,23,22 zum Kessel 20 geht.

In der anderen Grenzstellung des Ventils, die in den Fig.4 und 5 veranschaulicht ist, ist die erste Ventilkammer 14 mit der vierten Ventilkammer 7 verbunden, während die zweite Ventilkammer 9 mit der dritten Ventilkammer 8 in Verbindung steht Die Verbindung zwischen der ersten Ventilkammer 14 und der zweiten Ventilkammer 9 ist unterbrochen. Damit besteht bei der Heizungsanlage nach F i g. 2 eine Verbindung zwischen der Leitung 21, dem Ventileinlaß 12, der ersten Ventilkammer 14, der vierten Ventilkammer 7, dem Ventilauslaß 31, der Leitung 32 sowie der Leitung 22, so daß der Kesselzirkulationskreislauf geschlossen ist und der Vorlauf des Kessels nicht in die Leitung 24 gelangen kann, da die Verbindung zwischen 12 und 30 durch den Ventilkörper 15 unterbrochen ist.

Da der Vorlauf des Kessels 20 über die Leitung 21 dem Ventileinlaß 12 zugeführt wird, der zwischen den Ventilsitzen 10 und 11 in die erste Ventilkammer 14 mündet und die Ventilsitze 10 und U zusammen mit

ίο dem satt dichtend an ihnen anliegenden Ventilkörper 15 eine einwandfreie Abdichtung gewährleisten, ist auch entsprechend eine völlig leckfreie Umleitung des Vorlaufes in den beiden Grenzstellungen des Ventils gewährleistet, während gleichzeitig das lediglich einer kleineren Beanspruchung ausgesetzte Ventilteil 19, 16 bei einwandfreier Abdichtung die Funktion des Ventilkörpers 15 nicht behindern kann.

Schließlich kann die Ventilspindel 5 außer mit dem Motorantrieb 1 mit einer Handstellvorrichtung sowie gegebenenfalls einer durch Ausdehnung eines zugeordneten Flüssigkdtsvolumens wirkenden weiteren Stellvorrichtung gekupoelt sein.

Wenn in der vorhergehenden Beschreibung der Einfachheit halber bei 26 bzw. 50 (Fig. 1) ein

Heizkörper angedeutet ist, so ist damit lediglich eine bestimmte Art eines Wärmeverbrauchers erwähnt. Selbstverständlich können hier alle beliebigen Arten von Wärmeverbrauchern vorgesehen werden, beispielsweise Trockentrommeln u. dgl. Auch der Kessel 20 bzw, 47 kann selbstverständlich durch einen Wärmetauscher ersetzt werden, falls dies im Einzelfall zweckmäßig ist wie auch als Heizmedium außer Warm- oder Heißwasser auch Dampf in Frage kommt

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vierwegemischventil für eine Heizungsanlage mit einem die Heizkörper enthaltenden Heizungs Icreis und einem den Vorlauf des Kessels unmittelbar in den Kessel zurückführenden Kesselkreis, das ein Ventilgehäuse mit vier räumlich übereinanderliegenden Ventilkammern aufweist, die durch einen geraeinsamen, eine Ventilspindel enthaltenden Kanal miteinander in Verbindung stehen, jeweils einen Ventileinlaß oder -auslaß haben und denen zwei auf der Ventilspindel angeordnete Ventilkörper zugeordnet sind, über die in einer ihrer beiden möglichen Grenzstellungen die der Vorlaufleitung des Kesselkreises zugeordnete erste Ventilkammer unter gleichzeitiger Verbindung der der Heizungskreisvorlaufleitung und der Kesselkreisrücklaufleitung zugeordneten zweiten und dritten Ventilkammer mit der der Heizungskreisrücklaufleitung zugeordneten vierten Ventilkammer verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der anderen Grenzstellung der Ventilspindel (5) die erste Ventilkammer (14) unter gleichzeitigem Verschluß der dritten und vierten Ventilkammer (8, 7) mit der zweiten Ventilkammer (9) verbindbar ist und zumindest einer der Ventilkörper (15) eine Scheibe ist, die sich in den beiden Grenzstellungen der Ventilspindel (5) dichtend an die jeweils Ventilsitze (10, 11) bildenden, einander gegenüberliegenden Öffnungsränder der ersten Ventilkammer (14) anlegen kann, wobei der der Heizungskreisrücklaufleitung (28) zugeordnete Ventileinlaß (13) über eine Leitung (23) mit dem der Kesselrücklaufleitung (32) zugeordneten Ventilauslaß (3i) verbunden ist.

2. Vierwegemischventil nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ventilkörper (16) eine Scheibe ist, die in einer Grenzstellung der Ventilspindel (5) in den zwischen der zweiten (9) und der dritten (8) Ventilkammer liegenden Teil des Kanals (34) unter Ausbildung einer Dichtung gegenüber der umgebenden Wand (19) eingeführt ist.

3. Vierwegemischventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilspindel (5) eine durch eine Spindelmutter (3) verstellbare, unverdrehbar geführte Gewindespindel ist, die an ihrem der Spindelmutter (3) entgegengesetzten Ende (5) im Boden des Ventilgehäuses (17) geführt ist.