DE4445589C2 - Membrangesteuertes Ventil zur Aufrechterhaltung eines Differenzdrucks - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein membrangesteuertes Ventil zur Aufrechterhaltung eines Differenzdrucks, wie es insbesondere für Warmwasser-Heizungsanlagen geeignet ist.

Ein solches Ventil ist beispielsweise aus EP 0 354 427 A2 bekannt. Die Membran einschließlich der Eigendruck­ kammer und der Gegendruckkammer befinden sich in einer Membrandose, die auf dem Ventilgehäuse montiert werden muß, beispielsweise durch Verschrauben. Auf der Membrandose ist ein weiteres Bauteil montiert, das die Feder zur Belastung der Membran und eine Schließvor­ richtung zum willkürlichen Schließen des Ventils ent­ hält. Diese Konstruktion hat eine verhältnismäßig große Bauhöhe. Außerdem ist die Herstellung und Montage ver­ gleichsweise teuer.

Ferner ist aus EP 0 002 935 B1 ein Entlastungsventil bekannt, bei dem eine zweiteilige Membrandose mit einem ein Verschlußstück tragenden Ventilgehäuse verbunden und die Membran von einem einen Ventilsitz tragenden und mit der Membran verbundenen Zentralrohr durchsetzt ist. Eine Blende trennt zwei Druckzonen voneinander. Die erste Druckzone ist über einen Kanal mit der dem Einlaß zugewandten Druckkammer verbunden, die zweite Druckzone über Löcher in dem Zentralrohr mit der dem Auslaß zugewandten Druckkammer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein membran­ gesteuertes Ventil der eingangs beschriebenen Art an­ zugeben, das kompakter und billiger hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer ersten Ausführungsform erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 ge­ löst. Bei dieser Konstruktion wird keine Membrandose mehr benötigt, weil alle Teile des membrangesteuerten Ventils im Ventilgehäuse angeordnet sind. Im einfach­ sten Fall bildet das Zentralrohr selbst den Ventilsitz. Die Abdichtung am anderen Ende ermöglicht es, daß die Gegendruckkammer, die das Zentralrohr umgibt, sicher vom Strömungspfad getrennt ist. Außerdem wird die Ge­ samtzahl der benötigten Teile verringert und der nach­ trägliche Montageschritt der Verbindung zwischen Mem­ brandose und Ventilgehäuse vermieden. Hierdurch lassen sich die Herstellungskosten erheblich senken. Ein wei­ terer Vorteil besteht darin, daß die Membran in unmit­ telbarer Nähe der Ventilöffnung wirksam ist und daher längere Kraftübertragungswege, die leicht zu Verklem­ mungen führen, vermieden werden. Bevor die beiden Teile des Ventilgehäuses zusammengebaut werden, können die einzelnen Bauelemente sehr bequem montiert werden. Beim Zusammenfügen der beiden Teile wird gleichzeitig die Membran am Rand eingespannt. Diese Konstruktion ist insbesondere für den Anwendungsfall geeignet, bei dem das Ventil in der Vorlaufleitung eines Warmwasser-Heiz­ kreises angeordnet ist. Denn die Eigendruckkammer be­ findet sich an der Auslaßseite des Ventils.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 wird für die zur Versteifung übliche Membranplatte kein gesondertes Bau­ teil benötigt.

Über die Durchtrittsöffnungen gemäß Anspruch 3 kann das die Ventilöffnung verlassende Medium weiterströmen. Trotzdem läßt sich das Verschlußstück sicher mit der Steuerbuchse verbinden.

Die Weiterbildung nach Anspruch 4 gibt eine axial kurze Anordnung mit hoher Funktionssicherheit.

Die Aufgabe wird gemäß einer zweiten Ausführungsform durch die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst. Diese Kon­ struktion eignet sich insbesondere für ein im Rücklauf einer Heizungsanlage angeordnetes Ventil, weil sich die Eigendruckkammer an der Einlaßseite des Ventils befin­ det.

Bei der Weiterbildung nach Anspruch 6 kann das zu der Ventilöffnung strömende Medium durch die Durchtritts­ öffnungen zugeführt werden. Daß das Verschlußstück nur kraftschlüssig an Ort und Stelle gehalten wird, er­ leichtert den Zusammenbau.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 7 stellt eine weitere Vereinfachung dar.

Bei der Weiterbildung nach Anspruch 8 übernimmt der Verschlußstück-Träger weitere Funktionen.

Die gleichachsige Anordnung nach Anspruch 9 ergibt die geringsten Umlenkverluste im Ventil und außerdem eine sehr kompakte Bauform.

Der Verstellzapfen gemäß Anspruch 10 erlaubt es insbe­ sondere, das Ventil willkürlich zu schließen. Hierfür wird kaum zusätzlicher Raum benötigt.

Wenn die profilierte Oberfläche gemäß Anspruch 11 den ortsfesten Anschlag für den Verschlußstück-Träger bil­ det, hat der Verstellzapfen eine Doppelfunktion.

Mit dem eingepreßten Stift gemäß Anspruch 12 wird der Drehwinkelbereich des Verstellzapfens begrenzt, so daß man verschiedene Grundeinstellungen des Verschlußstücks erzielen kann.

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

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungs­ form eines erfindungsgemäßen Ventils und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausfüh­ rungsform.

Fig. 1 zeigt ein membrangesteuertes Differenzdruckven­ til, das zum Einbau in den Vorlauf einer Heizungsanlage bestimmt ist. Ein Ventilgehäuse 1 besteht aus zwei Tei­ len 2 und 3, die durch einen Klemmring 4 unter Zwi­ schenlage des Randes 5 einer Membran 6 zusammengehalten sind. Ein Einlaß 7 im Teil 2 und ein Auslaß 8 im Teil 3 sind gleichachsig miteinander und mit einem Zentralrohr 9 angeordnet, wobei die Achse senkrecht zur Membran 6 verläuft.

Das Zentralrohr 9 bildet einen Teil des Strömungspfades zwischen Einlaß 7 und Auslaß 8. Es ist an einem Ende unter Zwischenschaltung einer Dichtung 10 fest im Ge­ häuse 1 montiert. Das andere Ende bildet einen Ventil­ sitz 11, der zusammen mit einem Verschlußstück 12 eine verstellbare Ventilöffnung 13 ergibt.

Auf dem Zentralrohr 9 ist eine Steuerbuchse 14 axial verschiebbar. Sie besitzt einen Flansch 15, der als die Membran versteifende Membranplatte wirkt. Eine Feder 16 stützt sich einerseits an der Steuerbuchse 14 und ande­ rerseits an einem Anschlag 17 des Zentralrohres 9 ab. Ein Verschlußstück-Träger 18 ist an der Steuerbuchse 14 befestigt und klemmt gleichzeitig den inneren Rand der Membran fest. Der Verschlußstück-Träger hält ferner einen Dichtring 19 zur Abdichtung gegenüber dem Zen­ tralrohr 9 fest. Er besitzt außerhalb des Verschluß­ stückes 12 Durchtrittsöffnungen 20 für den Durchtritt des strömenden Mediums.

Im Inneren des Ventilgehäuses 1 ergibt sich eine Eigen­ druckkammer 21, deren Druck auf die in Fig. 1 rechte Seite der Membran 6 wirkt, und eine Gegendruckkammer 22, in der die Feder 16 angeordnet ist. Diese Gegen­ druckkammer kann über einen Leitungsanschluß 23 mit einem Steuerdruck, beispielsweise dem Rücklaufdruck der Heizungsanlage, versorgt werden. Die Ventilöffnung 13 nimmt daher eine Größe ein, bei der die Druckdifferenz auf einem durch die Feder 16 vorgegebenen Wert gehalten wird.

Ein Verstellzapfen 24 ist in das Ventilgehäuse 1 derart eingesetzt, daß sich seine Achse parallel zur Membran 6 erstreckt. Seine beiden Enden 25 und 26 sind zylin­ drisch ausgebildet. Das Ende 25 ist mit einer Dichtung 27 und einem Innensechskant 28 versehen, so daß der Verstellzapfen 24 bis zur Anlage einer Anschlagfläche 29 an einen im Ventilgehäuse 1 eingepreßten Stift 30 gedreht werden kann. Zwischen den beiden zylindrischen Enden 25 und 26 befindet sich eine profilierte Oberflä­ che 31, die durch Drehen des Verstellzapfens 24 mit dem Verschlußstück-Träger 18 in Kontakt kommt. Auf diese Weise kann das Verschlußstück 12 willkürlich bis in seine Schließstellung verlagert werden.

In Fig. 2 ist ein Ventil veranschaulicht, das in den Rücklauf einer Heizungsanlage eingesetzt werden kann. Für entsprechende Teile werden um 100 erhöhte Bezugs­ zeichen verwendet. Unterschiedlich ist im wesentlichen, daß die Eigendruckkammer 121 mit dem Einlaß 107 verbun­ den ist und sich daher auf der linken Seite der Membran 106 befindet, während sich die mit dem Leitungsanschluß 123 verbundene Gegendruckkammer 122, die beispielsweise mit dem Vorlaufdruck versorgt wird, auf der rechten Seite befindet. Um dies zu erreichen, ist das Zentral­ rohr 109 im Ventilgehäuse 101 beweglich gehalten und mit der Membran 106 verbunden. Das Zentralrohr 109 be­ sitzt einen äußeren Flansch, der der Abstützung der Feder 116 dient, zusammen mit einer Membranplatte 132 den inneren Rand der Membran 106 festklemmt und mit einem gehäusefesten Anschlag 133 zusammenwirkt, um die Endlage des Ventilsitzes zu definieren.

Der Verschlußstück-Träger 118 besitzt einen Innen­ flansch 134, an dem sich die Feder 116 abstützt und der mit seinem inneren Umfang das Zentralrohr 109 führt. Infolge der Federkraft wird der Verschlußstück-Träger 118 gegen die profilierte Oberfläche 127 eines Ver­ stellzapfens 124 gedrückt, so daß sich ein ortsfester Anschlag 135 ergibt. Der Verschlußstück-Träger 118 selbst wird mit seiner zylindrischen Außenfläche in einem Einsatz 136 geführt, der in das Ventilgehäuse 1 eingepreßt worden ist.

Bei dieser Konstruktion stellt sich die Ventilöffnung 113 auf einen Wert ein, bei dem die auf die Membran 106 wirkende Druckdifferenz gleich einem von der Feder 116 vorgegebenen Wert ist. Die Federkraft selbst läßt sich durch Verdrehen des Verstellzapfens 124 ändern. Auch hier kann das Ventil mit Hilfe des Verstellzapfens ganz geschlossen werden.

Claims (12)

1. Membrangesteuertes Ventil zur Aufrechterhaltung eines Differenzdruckes mit einem Ventilgehäuse (1) aus zwei Teilen (2, 3), von denen das eine Teil den Einlaß (7) und das andere Teil den Auslaß (8) auf­ weist, mit einer durch eine Feder (16) belasteten Membran (6), die im Ventilgehäuse (1) angeordnet und mit ihrem äußeren Rand (5) zwischen den beiden Teilen (2, 3) des Ventilgehäuses festgeklemmt ist und die eine dem Auslaß zugewandte Eigendruckkammer (21), die mit dem auslaßseitigen Ventilinnenraum in Verbindung steht, und eine dem Einlaß zugewandte Gegendruckkammer (22), die mit einem von außen zu­ zuführenden Gegendruck versorgbar ist, voneinander trennt, mit einem einen Teil des Strömungspfades zwischen Einlaß (7) und Auslaß (8) bildenden, die Membran (6) durchsetzenden Zentralrohr (9), das gehäusefest montiert ist, dessen eines Ende einen Ventilsitz (11) aufweist, der zusammen mit einem Verschlußstück (12) eine durch die Membran (6) ver­ stellbare Ventilöffnung (20) ergibt, und dessen anderes Ende gegenüber dem Ventilgehäuse (1) abge­ dichtet ist, und mit einer Steuerbuchse (14), die auf der Außenseite des Zentralrohrs (9) geführt sowie mit der Membran (6) und einem Verschlußstück-Träger (18) verbunden ist.

2. Membrangesteuertes Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbuchse (14) einen Flansch (15) zur Bildung einer Membranplatte auf­ weist.

3. Membrangesteuertes Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußstück-Träger (18) außerhalb des Verschlußstückes (12) Durchtrittsöff­ nungen (20) aufweist.

4. Membrangesteuertes Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (16) das Zentralrohr (9) umgibt und zwischen der Steuer­ buchse (14) und einer gehäusefesten Abstützung (17) eingespannt ist.

5. Membrangesteuertes Ventil zur Aufrechterhaltung eines Differenzdruckes mit einem Ventilgehäuse (101) aus zwei Teilen (102, 103), von denen das eine Teil den Einlaß (107) und das andere Teil den Auslaß (108) aufweist, mit einer durch eine Feder (116) belasteten Membran (106), die im Ventilgehäu­ se (101) angeordnet und mit ihrem äußeren Rand (105) zwischen den beiden Teilen (102, 103) des Ventilgehäuses festgeklemmt ist und die eine dem Einlaß zugewandte Eigendruckkammer (121), die mit dem einlaßseitigen Ventilinnenraum in Verbindung steht, und eine dem Auslaß zugewandte Gegendruck­ kammer (122), die mit einem von außen zuzuführenden Gegendruck versorgbar ist, voneinander trennt, mit einem einen Teil des Strömungspfades zwischen Ein­ laß (107) und Auslaß (108) bildenden, die Membran (106) durchsetzenden und an ihr befestigten Zen­ tralrohr (109), dessen eines Ende einen Ventilsitz (111) aufweist, der zusammen mit einem ortsfest gehaltenen Verschlußstück (112) eine durch die Mem­ bran (106) verstellbare Ventilöffnung (120) ergibt, und dessen anderes Ende gegenüber dem Ventilgehäuse (101) abgedichtet ist, und mit einem Verschluß­ stück-Träger (118), der im Ventilgehäuse (101) axi­ al geführt ist und mit seinem Innenumfang das Zen­ tralrohr (109) führt.

6. Membrangesteuertes Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußstück-Träger (118) durch die das Zentralrohr (109) umgebende Feder (116) gegen einen ortsfesten Anschlag (135) gehal­ ten und außerhalb des Verschlußstückes (112) mit Durchtrittsöffnungen (120) versehen ist.

7. Membrangesteuertes Ventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralrohr (109) einen Außenflansch (115) aufweist, an dem sich die Feder (116) abstützt und an dem die Membran (106) befestigt ist.

8. Membrangesteuertes Ventil nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß­ stück-Träger (118) einen Innenflansch (134) auf­ weist, an dem sich die Feder (116) abstützt und dessen Innenumfang das Zentralrohr (109) führt.

9. Membrangesteuertes Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Einlaß (7; 107), Auslaß (8; 108) und Zentralrohr (9; 109) gleichachsig angeordnet sind und ihre Achse senk­ recht zur Membran (6; 106) verläuft.

10. Membrangesteuertes Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilge­ häuse (1; 101) nahe dem Verschlußstück (12; 112) ein von außen drehbarer Verstellzapfen (24; 124) angeordnet ist, der eine derart profilierte Ober­ fläche (27; 127) besitzt, daß er beim Drehen das Verschlußstück (12; 112) verlagert.

11. Membrangesteuertes Ventil nach Anspruch 6 und 10, dadurch gesteuert, daß die profilierte Oberfläche (127) den ortsfesten Anschlag (135) für den Ver­ schlußstück-Träger (118) bildet.

12. Membrangesteuertes Ventil nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch einen in das Ventilgehäuse (1) eingepreßten Stift (30), der zwecks Drehwinkelbe­ grenzung mit einer Anschlagfläche (29) am Ver­ stellzapfen (24) zusammenwirkt.