DE3335741A1

DE3335741A1 - Heizkoerperventil

Info

Publication number: DE3335741A1
Application number: DE19833335741
Authority: DE
Inventors: Iver Schou Nordborg Bertelsen; Hans Erik Kiil Dipl.-Ing. Aabenraa Jensen; Hans JØRGENSEN
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1983-10-01
Filing date: 1983-10-01
Publication date: 1985-05-02
Also published as: CH665462A5; GB2147431A; CA1260358A; DK458984D0; GB2192470B; GB8424498D0; SE8404659L; GB2192470A; SE8404659D0; DK154316B; DK154316C; DE3335741C2; SE458557B; DK458984A; GB2147431B; FR2552849B1; FR2552849A1; GB8719798D0; US4611786A; JPS6095288A

Description

DR-ING. ULRICH KNOBLAUCH *"· " " " 2 9 SEP 1983

PATENTANWALT β Frankfurt/main ι, den

,- KUHHORNSHOFWEG 10 ,

POSTSCHECK-KONTO FRANKFURT/M. 3425-605 - D — K/G DRESDNER BANK, FRANKFURT/M. 2300308 TELEFON: 56 10 78

TELEGRAMM· KNOPAT Q Q Q C 7 / ή

DA ßRfi TEU=X: 411877 KNOPA D 0000 /4 I

DANFOSS A/S, DK-6430 NORDBORG Heizkörperventil

Die Erfindung bezieht sich auf ein Heizkörperventil mit einer durch einen Einsatz gebildeten Drosselstelle im Verlauf eines etwa zylindrischen Anschlußkanals.

Bei einem bekannten Heizkörperventil dieser Art (DE-PS 894 180) ist quer zu dem einen Anschlußkanal im Ventilgehäuse eine Bohrung eingebracht, in die ein drehbarer Einsatz gesteckt ist. Der Einsatz weist eine zylindrische Bohrung mit dem Durchmesser des Anschlußkanals auf. Durch Verdrehen des Einsatzes lassen sich unterschiedliche Drosselwiderstände einstellen. Auf diese Weise kann der k - Wert des Ventils, der für die maximal durchtretende Flüssigkeitsmenge maßgebend ist, zur Anpassung an die zugehörige Heizungsanlage eingestellt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei einer Drosselung mit einem solchen Einsatz erhebliche Geräusche auftreten.

Dieser Nachteil gilt auch für andere bekannte Heizkörperventile, die eine feste Drossel enthalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizkörperventil der eingangs beschriebenen Art anzugeben, das geräuscharm arbeitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Einsatz vorn freien Ende des Anschlußkanals her eingebracht ist sowie eine Außenumfangsflache, die an zumindest zwei axial versetzten Stellen an der Innenumfangsflache des Anschlußkanals zum Zweck der Abdichtung und Halterung anliegt, und mindestens einen eine Trennwand durchsetzenden Drosselkanal aufweist, der sich etwa in Richtung des Anschlußkanals erstreckt, einen Querschnitt besitzt, der sich an der Zutrittsseite verjüngt und dann über eine die kleinste lichte Weite übersteigende Länge annähernd konstant bleibt.

Bei einem solchen Einsatz ergibt sich eine ausreichende Drosselwirkung, jedoch sind Turbulenzen, die zu störenden Geräuschen führen könnten, stark reduziert, weil der Drosselkanal eine ausreichende Länge und einen sanften, beispielsweise trompetenförmigen Einlauf besitzt. Im einfachsten Fall genügt ein einziger Drosselkanal. Die Abdichtung zwischen Einsatz und Innenumfangsflache des Anschlußkanals stellt sicher, daß im wesentlichen die gesamte Durchflußmenge den Drosselkanal durchsetzt. In den meisten Fällen.ist die Halterung des Einsatzes durch das Zusammenwirken seiner Außenumfangsfläche und der erwähnten Innenumfangsflache so gut, daß keine zusätzlichen Haltemittel mehr benötigt werden. Da der Einsatz vom freien Ende des Anschlußkanals her eingebracht werden kann, ist die Konstruktion des Ventilgehäuses sehr einfach. Der Einsatz kann bequem an Ort und Stelle gebracht und gegebenenfalls auch ausgetauscht werden. Dies kann auch nachträglich, z.B. am Einbauort, erfolgen.

Der Monteur hat daher die Möglichkeit, jeweils einen Einsatz zu wählen, der dem Ventil den gewünschten k -Wert gibt. Durch einen solchen Einsatz wird auch die Leistungskurve des Ventils gegenüber einer gleichwertigen Drossel nicht geändert. Da unterschiedliche Drosselwiderstände auch zu unterschiedlichen Geräuschbildungen führen, ist es wichtig, daß jeder Einsatz optimal auf die Geräuschminderung bei dem von ihm vorgegebenen k -Wert abgestimmt werden kann. In der Praxis können Einsätze für eine gestufte Reihe von k -Werten zur Verfugung gestellt werden, so daß ein vorgegebenes Ventil für sehr unterschiedliche Anwendungs- oder Einbauzwecke benutzt werden kann.

Ein weiterer Vorteil, der insbesondere bei thermostatisch und auf andere Weise geregelten Ventilen auftritt, besteht darin, daß die Verschlußstücke in geringerem Maße zu Schwingungen aufgeschaukelt werden, weil anregende Turbulenzen vermindert sind.

Die Geräuschbildung kann noch weiter herabgesetzt werden, wenn der Drosselkanal eine scharfkantige Austrittskante hat.

Im Gegensatz dazu empfiehlt es sich, daß die Zutrittskante zwecks Verjüngung des Querschnitts gerundet ist. Derartige Rundungen sollten einen Krümmungsradius von mindestens 0,1 mm haben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Länge annähernd konstanten Querschnitts das 3- bis 8-fache, vorzugsweise das 5- bis 6-fache, der kleinsten lichten Weite. Auf diese Weise läßt sich ein vorgegebener Drosselwiderstand mit einem verhältnismäßig großen Kanalquerschnitt und entsprechend geringen Turbulenzen erzielen.

Die Querschnittsform des Drosselkanals ist an sich beliebig. Bevorzugt wird jedoch ein Drosselkanal mit Kreisquerschnitt. Dieser läßt sich am leichtesten herstellen und besitzt die im Vergleich kleinste Oberfläche.

Günstig ist es ferner, wenn der Querschnitt des mindestens einen Drosselkanals auf einer Ringfläche liegt. Man kann dann bei Beibehaltung eines gebenenen Quer-Schnitts und einer etwa symmetrischen Anordnung das Verhältnis der Kanallänge zur Kanalweite vergrößern oder aber die gewünschte Geräuschminderung auch dann erreichen, wenn wegen der zu kleinen Länge des Anschlußkanals die Drosselkanallänge begrenzt ist.

Mit besonderem Vorteil ist dafür gesorgt, daß sich vor der Zutrittsseite des Drosselkanals ein freier Raum befindet, der eine axiale Länge von mehr als der kleinsten lichten Weite des Drosselkanals besitzt. nie in den Drosselkanal einströmende Flüssigkeit wird daher nicht durch andere Drosseln, scharfe Kanten o. dgl. behindert, was die Geräuschbildung ebenfalls herabsetzt. Auch hier sind Werte vom Mehrfachen der

kleinsten lichten Weite günstig. 25

Der Einsatz besteht zweckmäßigerweise aus elastischem Material, wobei schon eine geringe Elastizität ausreicht. Auf diese Weise ist eine gute Abdichtung zwischen Außenumfangsflache des Einsatzes und Innenumfangsfläche des Anschlußkanals und eine gute Halterung des Einsatzes gewährleistet.

Bei einer Ausführungsform ist der Einsatz ein Gummistopfen.
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Sehr günstig ist es, wenn der Einsatz aus Kunststoff besteht und dabei gespritzt ist. Derartige Teile lassen

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sich als Massenartikel billig herstellen und können mit geringem Gewicht gefertigt werden.

Dies gilt insbesondere, wenn der Einsatz ein Innenrohr und ein Außenrohr aufweist, die miteinander über eine Trennwand mit dem Vergleich zur Einsatzlänge geringer Dicke verbunden sind.

Vorzugsweise fluchtet die Stirnseite der Trennwand mit dem Zutritt des Drosselkanals. Dies ergibt einen weitgehend ungehinderten Einlauf in den Drosselkanal und entsprechend geringe Geräusche.

Die Außenumfangsflache des Einsatzes ist im einfachsten Fall zylindrisch. Ein solcher Einsatz kann ohne Schwierigkeiten in den zylindrischen Anschlußkanal eingeführt werden.

Mit Vorzug besitzt die Außenumfangsflache des Einsatzes mindestens zwei axial versetzte umlaufende Rippen. Auf diese Weise läßt sich bei gegebenem Material ein größerer Toleranzbereich beherrschen.

Die Außenumfangsflache des Einsatzes kann auch ein Gewinde tragen. Auf diese Weise läßt sich der Einsatz in das Innengewinde eines zylindrischen Anschlußkanals einschrauben.

Da der Drosselkanal des Einsatzes in Reihe mit der eigentlichen Ventildrossel durchströmt wird, kann er sowohl im eingangsseitigen als auch im ausgangsseitigen Anschlußkanal eingesetzt sein. Der ausgangsseitige Anschlußkanal wird aber bevorzugt, weil dann von der Ventildrossel herrührende Geräusche zusätzlich gedämpft werden können.

Der Einsatz kann im Anschlußkanal des Ventilgehäuses

oder im Anschlußkanal eines Nippels eingesetzt sein.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch ein Heizkörperventil mit einer ersten Ausführungsform eines Einsatzes,
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Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Einsatz der Fig.. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch einen Anschlußnippel für ein abgewandeltes Heizkörperventil,

Fig. 4 bis 8 Längsschnitte durch weitere Ausführungsformen eines Einsatzes und

Fig. 9 und 10 Stirnansichten von Einsätzen.

Fig. 1 zeigt ein thermostatisches Heizkörperventil 1 mit einem Ventilgehäuse 2 und einem daran mittels eines Spannbandes 3 befestigten Thermostataufsatz 4 mit einem Drehgriff 5. Das Ventilgehäuse 2 weist einen Zutrittsstutzen 6 mit einem Innengewinde 7 tragenden Anschlußkanal 8 und einen Austrittsstutzen mit zylindrischem Anschlußkanal 10 und einem Außengewinde 11 auf, mit dessen Hilfe eine Überwurfmutter 12 einen Anschlußnippel 13 mit zylindrischem Anschlußkanal 14 festhält. In einem Schraubeinsatz 15 ist der Schaft 16 eines Verschlußstücks 17 geführt, das von einem thermostatisehen Arbeitselement im Aufsatz 4 über einen Stößel 18 verstellt wird. Das Verschlußstück 17 wirkt mit einem Ventilsitz 19 zusammen, so daß sich eine bis in die Schließstellung gehende Ventildrossel 20 ergibt.

In den Anschlußkanal ist ein Einsatz 21 vom freien Ende her eingeschoben. Dieser Einsatz ist in Fig. 2 näher erläutert. Er besteht aus einem gespritzten Kunststoffteil, z.B. aus Polyamid oder Polyäthylen, mit geringer Elastizität. Der Einsatz besitzt ein Innenrohr 22 und ein Außenrohr 23, welche über eine stirnseitig angeordnete Trennwand 24 miteinander verbunden sind. Das Außenrohr 23 hat eine zylindrische Außenumfangsflache 25, die unter leichter Vorspannung elastisch an der Innenumfangswand 26 des zylindrischen Anschlußkanals 10 anliegt. Das Innenrohr 22 bildet einen Drosselkanal K, dessen Eingangskante 27 gerundet ist, so daß sich an der Zutrittsseite ein sich verjüngender Querschnitt 28 ergibt. Die Austrittskante 29 ist scharfkantig ausgebildet. Die Länge Z des Drosselkanals K, die etwa konstanten Querschnitt besitzt, ist größer als die kleinste lichte Weite dieses Drosselkanals K, hier also des Durchmessers d seines Kreisquerschnitts. Im vorliegenden Fall beträgt die Länge Z etwas mehr als das 4-fache des Durchmessers d.

Die Abmessungen des Drosselkanals K sind so bemessen, daß das Heizkörperventil 1 einen bestimmten k -Wert hat. Im Rahmen der so vorgegebenen Drosselkennlinie sind die Länge Z und der Querschnitt des Drosselkanals K wählbar. Die Wahl erfolgt so, daß die größtmögliche Geräuschminderung eintritt. Den optimalen Wert kann man durch einfache Versuche bestimmen. Im allgemeinen gilt, daß die Drossel umso geräuschärmer ist, umso größer das Verhältnis der Kanallänge Z zur Kanalweite d ist.

In Fig. 3 ist ein Einsatz 121 in den zylindrischen Anschlußkanal 114 eines Nippels 113 eingesetzt. Unterschiedlich ist im wesentlichen, daß das Innenrohr 122 und das Außenrohr 123 über eine mittig angeordnete

- 12 Trennwand 124 miteinander verbunden sind.

Während sich in Fig. 1 vor der Zutrittsseite des Drosselkanals K ein freier Raum 30 befindet, dessen axia-Ie Länge nur geringfügig größer als die kleinste lichte Weite d des Drosselkanals 26 ist, hat dieser freie Raum 130 in Fig. 3 eine sehr viel größere axiale Länge. Entsprechend gut ist die Geräuschminderung.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist ein Einsatz 221 so ausgebildet, daß das Innenrohr 222 und das demgegenüber kürzere Außenrohr 223 durch eine an der Austrittsseite befindliche Trennwand 224 miteinander verbunden sind.

Bei dem Einsatz 321 nach Fig. 5 sind das Innenrohr 322 und das Außenrohr 323 gleich lang und durch eine an der Zutrittsseite befindliche Trennwand 324 miteinander verbunden. Die zylindrische Außenumfangsflache 325 ist etwas kleiner als der zugehörige Innenumfang des Anschlußkanals. Dafür sind aber zwei axial versetzte Umfangsrippen 331 und 332 vorgesehen, die eine besonders gute Abdichtung und Halterung des Einsatzes im Anschlußkanal ermöglichen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 besteht der Einsatz 421 aus Gummi. Er hat die Form eines Stopfens 433 mit zylindrischem Außenumfang 425 und zentrischem Drosselkanal K.

In Fig. 7 ist ein Einsatz 521 veranschaulicht, der ein Innenrohr 522, ein verstärktes Außenrohr 523 sowie eine verstärkte Trennwand 524 an der Zutrittsseite besitzt. An der Außenseite des Außenrohres 523 ist ein Gewinde 534 vorgesehen, das in das Innengewinde 7 des Eintrittsstutzens 6 paßt.

Bei der Ausführungsform der Fig. 8 und 9 ist ein Einsatz 621 veranschaulicht, der mehrere Drosselkanäle
K¹ aufweist, die Kreisquerschnitt haben und auf einem Kreisring angeordnet sind. Auf diese Weise läßt sich
das gewünschte Verhältnis von Kanallänge Z zu Kanalweite d auch dann erzielen, wenn der Kanalquerschnitt insgesamt verhältnismäßig groß sein soll.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 weist der Einsatz 721 vier Drosselkanäle K" auf, deren Querschnitt je
etwa einen Viertel eines Kreisringes entspricht.

Während in den Ausführungsbeispielen Drosselkanäle
mit kreisförmigem Querschnitt oder mit auf einem Kreisring liegenden Querschnitt veranschaulicht sind, kommen auch andere Querschnitte, beispielsweise oval, rechteckig o. dgl. in Betracht. Der Drosselkanal kann auch exzentrisch zum Anschlußkanal verlaufen.

Claims

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Patentansprüche

Heizkörperventil mit einer durch einen Einsatz gebildeten Drosselstelle im Verlauf eines etwa zylindrischen Anschlußkanals, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (21; 121; 221; 321; 425; 521; 621; 721) vom freien Ende des Anschlußkanals (10; 114) her eingebracht ist sowie eine Außenumfangsfläche (25; 125), die an zumindest zwei axial versetzten Stellen an der Innenumfangsflache (26; 126) des Anschlußkanals zum Zweck der Abdichtung und Halterung anliegt, und mindestens einen·eine Trennwand (24; 124; 224; 324; 424; 524; 624) durchsetzenden Drosselkanal (K; K) aufweist, der sich etwa in Richtung des Anschlußkanals erstreckt, einen Querschnitt besitzt, der sich an der Zutrittsseite verjüngt und dann über eine die kleinste lichte Weite (d) übersteigende Länge (Z) annähernd konstant bleibt.

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2. Heizkörperventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkanal (K; K; K") eine scharfkantige Austrittskante (29) hat.

3. Heizkörperventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zutrittskante (27) gerundet ist.

4. Heizkörperventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (Z) annähernd konstanten Querschnitts das 3- bis 8-fache, vorzugsweise das 5- bis 6-fache, der kleinsten lichten Weite (d) beträgt.

5. Heizkörperventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkanal (K) Kreisquerschnitt hat.

6. Heizkörperventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des mindestens einen Drosselkanals (K; K") auf einer Ringfläche liegt.

7. Heizkörperventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich vor der Zutrittsseite des Drosselkanals (K) ein freier Raum (30; 130) befindet, der eine axiale Länge von mehr als der kleinsten lichten Weite (d) des Drosselkanals (K) besitzt.

8. Heizkörperventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (21; 121; 221; 321; 421; 521; 621; 721) aus elastischem Material besteht.

9. Heizkörperventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (421) ein Gummistopfen (433) ist.

10.Heizkörperventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (21; 121; 221; 321; 521; 621; 721) aus Kunststoff gespritzt ist.

11. Heizkörperventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ,der Einsatz (21; 121; 221; 321; 521) ein Innenrohr (22; 122; 222; 322; 522) und ein Außenrohr (23; 123; 223; 323; 523) aufweist, die miteinander über eine Trennwand (24; 124; 224; 324; 524) mit im Vergleich zur Einsatzlänge geringer Dicke verbunden sind.

12. Heizkörperventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite der Trennwand (24) mit dem Zutritt des Drosselkanals (K) fluchtet.

13. Heizkörperventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumfangsfläche (25; 125; 225; 325; 425;- 525) des Einsatzes (21; 121; 221; 321; 421; 521; 621; 721) zylindrisch ist.

14. Heizkörperventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumfangsflache (325) des Einsatzes (321) mindestens zwei axial versetzte umlaufende Rippen (331, 332) aufweist.

15. Heizkörperventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumfangsflache (523) des Einsatzes ein Gewinde (534) trägt.

16. Heizkörperventil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (21) in einen Anschlußkanal (10) des Ventilgehäuses (1) eingesetzt ist.

17. Heizkörperventil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (21; 121) in den aus-

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gangsseitigen Anschlußkanal (10; 114) eingesetzt ist.

18. Heizkörperventil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (121) in einem Anschlußkanal (114) eines Nippels (113) eingesetzt ist.