DE10050207C1 - Combination valve for central heating system has spring-loaded valve element operated in dependence on room temperature and temperature of heating medium - Google Patents
Combination valve for central heating system has spring-loaded valve element operated in dependence on room temperature and temperature of heating mediumInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Kombiventil für Heizungsanlagen, mit einem Ventil glied, das durch eine Rückstellfeder in die Öffnungsstellung vorgespannt ist, und mit einem Steilmechanismus zum Betätigen des Ventilgliedes in Abhängig keit von sowohl der Raumtemperatur als auch der Temperatur des Heizmedi ums.The invention relates to a combination valve for heating systems, with a valve link that is biased into the open position by a return spring, and dependent with a steep mechanism for actuating the valve member of both the room temperature and the temperature of the heating medium to.
Ein solches Kombiventil ist insbesondere für den Einbau in den Rücklauf einer Fußbodenheizung vorgesehen und hat u. a. die Funktion, die Rücklauftempera tur des Heizmediums auf einen für die Fußbodenheizung zulässigen Wert zu be grenzen.Such a combination valve is particularly suitable for installation in the return Underfloor heating provided and has u. a. the function, the return temperature of the heating medium to a value permissible for underfloor heating limit.
Eine derartige Rücklauftemperaturbegrenzung ist vor allem dann bedeutsam, wenn die Fußbodenheizung in den Heizkreislauf einer Radiator-Heizanlage inte griert ist, in der eine verhältnismäßig hohe Vorlauftemperatur herrscht. Solange die Rücklauftemperatur unterhalb des zulässigen Grenzwertes liegt, kann über das Ventilglied und den zugehörigen Betätigungsmechanismus, beispielsweise mit Hilfe eines Raumthermostatkopfes oder eines Fernverstellers, die Raumtem peratur geregelt werden.Such a return temperature limitation is particularly important if if the underfloor heating is integrated in the heating circuit of a radiator heating system is grated, in which there is a relatively high flow temperature. As long as the return temperature is below the permissible limit, can over the valve member and the associated actuating mechanism, for example with the help of a room thermostat head or a remote adjuster, the room temperature temperature are regulated.
In DE 298 05 473 U1 wird ein Kombiventil dieser Art beschrieben, bei dem ein Stößel des Raumthermostatventils, ein auf die Temperatur des Heizmediums reagierender Dehnstoffkörper und das Ventilglied in dieser Reihenfolge axial hin tereinander angeordnet sind. Wenn die Raumtemperatur unterhalb des einge stellten Sollwertes liegt, ist der Stößel des Raumthermostatventils unwirksam, und der Dehnstoffkörper stützt sich an einem Widerlager ab. Die Axialposition dieses Widerlagers wird so eingestellt, daß der Dehnstoffkörper das Ventilglied in die Schließstellung bringt, sobald die Temperatur des Heizmediums den zu lässigen Grenzwert erreicht.DE 298 05 473 U1 describes a combination valve of this type, in which a Plunger of the room thermostatic valve, on the temperature of the heating medium reacting expansion body and the valve member axially in this order are arranged one behind the other. If the room temperature is below the the setpoint is set, the tappet of the room thermostatic valve is ineffective, and the expansion body is supported on an abutment. The axial position this abutment is set so that the expansion body the valve member in the closed position as soon as the temperature of the heating medium increases allowed limit reached.
Wenn dann zusätzlich der Stößel des Raumthermostatkopfes ausgefahren wird, muß das Ventilglied weiter in Schließrichtung nachgeben können. Aus diesem Grund ist das Ventilglied bei dem bekannten Kombiventil als Kolben ausgebil det, der in diesem Fall tiefer in die zugehörige Bohrung des Ventilsitzes eintau chen kann. Die Abdichtung erfolgt durch einen Dichtring am Umfang des Kolbens. If the plunger of the room thermostat head is then also extended, the valve member must be able to yield further in the closing direction. For this The reason is the valve member in the known combination valve as a piston det, which in this case is deeper into the associated hole in the valve seat can. The seal is made by a sealing ring on the circumference of the piston.
Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß es zu relativ hoher Reibung und zu Verschleiß am Dichtring kommen kann. Außerdem kann die Funktion des Ven tils durch Schmutzablagerungen beeinträchtigt werden. Diese Probleme werden noch gravierender, wenn der Durchmesser der Ventilöffnung vergrößert werden soll, um einen höheren Durchfluß zu ermöglichen.This construction has the disadvantage that it is relatively high in friction and too Wear on the sealing ring can occur. In addition, the function of Ven tils are impaired by dirt deposits. These problems will be even more serious if the diameter of the valve opening is enlarged to allow a higher flow.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Kombiventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine hohe Durchflußmenge ermöglicht und dennoch eine hohe Funktionssicherheit aufweist.The object of the invention is therefore a combination valve of the aforementioned To create a type that allows a high flow rate and still a has high functional reliability.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ventilglied einen durch den Stellmechanismus und die Rückstellfeder beaufschlagten Schaft und einen axialbeweglich auf dem Schaft geführten Ventilteller aufweist, der sich über eine Schließfeder an dem Schaft abstützt.This object is achieved in that the valve member one by the adjusting mechanism and the return spring loaded shaft and has an axially movable valve plate on the shaft, which is supported on the shaft by a closing spring.
Durch die Ausbildung des Ventils als Tellerventil wird die Verschleiß- und Schmutzanfälligkeit deutlich herabgesetzt, und beim Öffnen des Ventils ist auch dann kein Reibungswiderstand zu überwinden, wenn die Ventilöffnung und der Ventilteller einen großen Durchmesser aufweisen. Wenn sich die Effekte einer hohen Raumtemperatur und einer hohen Temperatur des Heizmediums kumu lieren, kann der überschüssige Verstellweg des Stellmechanismus dadurch aus geglichen werden, daß die Schließfeder nachgibt. Auf diese Weise wird trotz grö ßeren Durchmessers der Ventilöffnung und damit größerer Durchflußmenge eine hohe Funktionssicherheit des Kombiventils erreicht.By designing the valve as a poppet valve, the wear and tear Susceptibility to dirt significantly reduced, and when opening the valve too then no frictional resistance to overcome when the valve opening and the Valve disc have a large diameter. If the effects of one high room temperature and a high temperature of the heating medium kumu the excess adjustment path of the adjusting mechanism be compared that the closing spring gives way. In this way, despite gr larger diameter of the valve opening and thus a larger flow rate a high degree of functional reliability of the combination valve is achieved.
Der Steilmechanismus kann wie bisher durch einen Stößel eines Raumthermo statkopfes oder eines Fernverstellers gebildet werden, der über einen auf die Temperatur des Heizmediums ansprechenden Dehnstoffkörper auf den Schaft des Ventilgliedes wirkt. Damit läßt sich auch die Temperatur des Rücklauftem peraturbegrenzers in einfacher Weise mit Hilfe der Position des Widerlagers für den Dehnstoffkörper einstellen. Da die auf die Ventildichtung wirkende Schließ kraft in jedem Fall durch die Federkraft der Schließfeder begrenzt wird, lassen sich die Stellbereiche für den Rücklauftemperaturbegrenzer und den Raumther mostaten nach Bedarf wählen, ohne daß mechanische Überbeanspruchungen im System zu befürchten sind. So ist es möglich, als Raumthermostatkopf einen kostengünstigen Thermostatkopf ohne Überlastsicherung zu benutzen.The steep mechanism can as before by a plunger of a room thermo Statkopfes or a remote adjuster are formed, which on one on the Temperature of the heating medium responsive expansion body on the shaft of the valve member acts. This also allows the temperature of the return temperature limiter in a simple manner with the help of the position of the abutment for adjust the expansion body. Since the closing acting on the valve seal force is limited in any case by the spring force of the closing spring the adjustment ranges for the return temperature limiter and the room therm Select mostats as required without mechanical stress are to be feared in the system. So it is possible to use one as a room thermostat head use inexpensive thermostatic head without overload protection.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü chen.Advantageous embodiments of the invention result from the subclaims chen.
Bevorzugt ist das Kombiventil so ausgebildet, daß der Ventilteller gegen die Fließrichtung des Mediums schließt. In diesem Fall hat der Vordruck des Medi ums die Tendenz, den Ventilteller entgegen der Kraft der Schließfeder vom Ven tilsitz abzuheben, und die Schließfeder muß so stark dimensioniert sein, daß sie den Ventilteller gegen diesen Druck in der Schließstellung halten kann. Der Vor teil dieser Ausführungsform besteht darin, daß beim Öffnen des Ventils keine Schläge auftreten.The combination valve is preferably designed such that the valve disk against the Flow direction of the medium closes. In this case, the Medi the tendency to move the valve disc against the force of the closing spring from the Ven lift off the seat, and the closing spring must be dimensioned so strong that it can hold the valve disc in the closed position against this pressure. The before part of this embodiment is that when opening the valve none Blows occur.
Eine besonders kompakte Bauweise des Kombiventils läßt sich dadurch errei chen, daß der Schaft des Ventilgliedes in einer Durchgangsbohrung des Ventil tellers aufgenommen ist, so daß er bei großen Stellwegen des Stellmechanismus in die Öffnung des Ventilsitzes eintauchen kann. Auf diese Weise wird die Bau länge des Ventils deutlich reduziert. Zwar sollte dann der Schaft in der Durch gangsbohrung des Ventilsitzes abgedichtet sein, doch läßt sich der Durchmesser dieser Bohrung so klein wählen, daß an den Dichtflächen keine großen Rei bungskräfte auftreten. Da diese Dichtflächen auch nicht dem Medium ausge setzt sind, ist die Verschmutzungsneigung und damit auch die Gefahr von Funktionsstörungen äußerst gering.A particularly compact design of the combination valve can be achieved Chen that the stem of the valve member in a through hole of the valve plates is added, so that it has large travel of the adjusting mechanism can dip into the opening of the valve seat. This way the construction length of the valve significantly reduced. The shaft should then be in the through be sealed bore of the valve seat, but can be the diameter choose this hole so small that there are no large rows on the sealing surfaces exercise forces occur. Because these sealing surfaces are also not the medium is the tendency to soiling and therefore also the risk of Malfunctions extremely low.
Die Schließfeder und die Rückstellfeder sind vorzugsweise koaxial zueinander angeordnet, wobei die Rückstellfeder vorzugsweise konisch gestaltet ist, so daß sie sich mit ihrem erweiterten Ende außerhalb des Ventiltellers auf dem Ventil sitz abstützen kann.The closing spring and the return spring are preferably coaxial with one another arranged, the return spring is preferably conical, so that with its extended end outside the valve plate on the valve can support the seat.
Der Ventilteller ist vorzugsweise durch eine Sicherungsscheibe auf dem Schaft des Ventilgliedes gehalten und wird bei geöffnetem Ventil durch die Kraft der Schließfeder in Anlage an der Sicherungsscheibe gehalten.The valve plate is preferably through a lock washer on the stem of the valve member and is held when the valve is open by the force of Closing spring held in contact with the locking washer.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeich nung näher erläutert. In the following an embodiment of the invention with reference to the drawing tion explained in more detail.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen axialen Schnitt durch ein Kombiventil in geöffneter Stellung; und Fig. 1 is an axial section through a combination valve in the open position; and
Fig. 2 und 3 das Kombiventil nach Fig. 1 in zwei unterschiedlichen Schließstellungen. Fig. 2 and 3 the combination valve according to Fig. 1 in two different closed positions.
Das in Fig. 1 gezeigte Kombiventil umfaßt ein Ventilgehäuse 10 und einen au ßerhalb dieses Ventilghäuses liegenden Stellmechanismus 12, der in der Zeich nung nur strichpunktiert angedeutet ist. Der Stellmechanismus 12 wird im ge zeigten Beispiel durch einen Raumthermostatkopf 14 gebildet, dessen Stößel 16 über ein tellerförmiges Druckglied auf einen Stößel 22 eines Dehnstoffkörpers 18 wirkt und den Stößel 22 in dem in Fig. 1 gezeigten Zustand von einem Wi derlager 20 abhebt. Der Dehnstoffkörper 18 drückt seinerseits auf das aus dem Ventilgehäuse 10 herausragende Ende 24 eines Ventilglieds 26.The combination valve shown in Fig. 1 comprises a valve housing 10 and an outside of this valve housing adjusting mechanism 12 , which is only indicated by dash-dotted lines in the drawing. The actuating mechanism 12 is in ge example shown, by a room thermostat head 14 is formed, whose tappet 16 cooperates with a plate-shaped pressing member on a plunger 22 of a Dehnstoffkörpers 18 and lifts the plunger 22 in the example shown in Fig. 1 state from a Wi derlager 20th The expansion body 18 in turn presses on the end 24 of a valve member 26 protruding from the valve housing 10 .
Das Ventilgehäuse 10 bildet einen Ventilsitz 28 mit einer Ventilöffnung 30, die mit einem Einlaß 32 für das Heizmedium in Verbindung steht. Das Ventilglied 26 ist in einer Ventilkammer 34 aufgenommen, die an ihrem dem Stellmecha nismus 12 zugewandten Ende durch einen Stopfen 36 verschlossen ist und von der ein in der Mantelfläche des Ventilgehäuses ausgebildeter Auslaß 38 abgeht.The valve housing 10 forms a valve seat 28 with a valve opening 30 which is connected to an inlet 32 for the heating medium. The valve member 26 is received in a valve chamber 34 which at its Stellmecha mechanism 12 facing end is closed by a plug 36 and from which a trained in the outer surface of the valve housing outlet 38 goes out.
Das Ventilglied 26 ist mehrteilig ausgebildet. Seine Hauptbestandteile sind ein Schaft 40, der mit seinem Ende 24 aus dem Ventilgehäuse herausragt, ein ver schiebbar auf dem entgegengesetzten, im Durchmesser reduzierten Ende des Schaftes 40 angeordneter Ventilteller 42 und eine als Schraubendruckfeder aus gebildete Schließfeder 44, die sich mit einem Ende an dem Ventilteller 42 und mit dem anderen Ende an einem abgestuften Bund 46 des Schaftes 40 abstützt. Das im Durchmesser reduzierte Ende des Schaftes 40 durchsetzt eine Durch gangsbohrung 48 des Ventiltellers und ist dort mit einem Dichtring 50 abgedich tet. Der Ventilteller 42 ist auf der dem Ventilsitz 28 zugewandten Seite durch eine Sicherungsscheibe 52 auf dem Schaft 40 gehalten und weist einen in einer Ringnut aufgenommenen Dichtring 54 auf, der außerhalb der Ventilöffnung 30 am Ventilsitz 28 abdichtet.The valve member 26 is formed in several parts. Its main components are a stem 40 , which protrudes with its end 24 from the valve housing, a valve plate 42 arranged on the opposite, reduced-diameter end of the stem 40 and a closing spring 44 formed as a helical compression spring, which is located at one end on the Valve plate 42 and with the other end on a stepped collar 46 of the shaft 40 is supported. The reduced diameter end of the shaft 40 passes through a through hole 48 of the valve plate and is there with a sealing ring 50 sealing. The valve plate 42 is held on the side facing the valve seat 28 by a locking washer 52 on the shaft 40 and has a sealing ring 54 which is accommodated in an annular groove and which seals outside the valve opening 30 on the valve seat 28 .
An einer äußeren Schulter des Bundes 46 stützt sich eine Rückstellfeder 56 ab, die sich in Richtung auf den Ventilsitz 28 konisch erweitert und sich außerhalb des Ventiltellers 42 am Ventilsitz abstützt.A return spring 56 is supported on an outer shoulder of the collar 46 and widens conically in the direction of the valve seat 28 and is supported on the valve seat outside the valve plate 42 .
Im beschriebenen Beispiel soll angenommen werden, daß der Einlaß 32 des Ventilgehäuses 10 mit einer nicht gezeigten Fußbodenheizung verbunden ist, während der Auslaß 38 an den Rücklauf der Heizungsanlage angeschlossen ist. Der Dehnstoffkörper 18 steht durch Wärmeleitung mit dem Heizmedium in der Ventilkammer 34 in thermischem Kontakt und spricht somit auf die Rücklauf temperatur des Heizmediums an. In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand ist die Temperatur des Heizmediums relativ niedrig und der Stößel 22 des Dehnstoff körpers 18 ist eingefahren. Da in dem in Fig. 1 gezeigten Zustand auch die vom Raumthermostatkopf 14 erfaßte Raumtemperatur unterhalb des an diesem Kopf eingestellten Sollwertes liegt, ist auch der Stößel 16 des Raumthermostat kopfes relativ weit eingefahren. Das Ventilglied 26 wird daher durch die Rück stellfeder 56 in einer Öffnungsstellung gehalten, in der der Ventilteller 42 vom Ventilsitz 28 abgehoben ist. Der Ventilteller 42 wird dabei durch die Schließfe der 44 unter Spannung an dem Sicherungsring 52 gehalten. Aufgrund des rela tiv großen Durchmessers der Ventilöffnung 30 kann das Heizmedium mit relativ hohem Durchsatz aus der Fußbodenheizung zum Rücklauf der Heizungsanlage zurückströmen.In the example described, it should be assumed that the inlet 32 of the valve housing 10 is connected to an underfloor heating system, not shown, while the outlet 38 is connected to the return line of the heating system. The expansion body 18 is in thermal contact with the heating medium in the valve chamber 34 by thermal conduction and thus responds to the return temperature of the heating medium. In the state shown in Fig. 1, the temperature of the heating medium is relatively low and the plunger 22 of the expansion body 18 is retracted. Since in the state shown in Fig. 1, the room temperature detected by the room thermostat head 14 is below the set point set on this head, the plunger 16 of the room thermostat head is retracted relatively far. The valve member 26 is therefore held by the return spring 56 in an open position in which the valve plate 42 is lifted from the valve seat 28 . The valve plate 42 is held under tension by the locking ring 44 on the locking ring 52 . Due to the rela tively large diameter of the valve opening 30 , the heating medium can flow back from the underfloor heating to the return of the heating system at a relatively high throughput.
Fig. 2 illustriert den Fall, daß die Raumtemperatur weit unterhalb des Sollwer tes liegt und demgemäß der Stößel 16 des Raumthermostatkopfes noch weiter zurückgezogen ist, so daß sich der Dehnstoffkörper 18 mit seinem Stößel 22 an dem Widerlager 20 abstützt. Andererseits liegt jedoch in diesem Fall die Rück lauftemperatur des Heizmediums oberhalb der zugelassenen Grenztemperatur. Deshalb ist der Stößel 22 des Dehnstoffkörpers 18 ausgefahren, so daß er das Ventilglied 26 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 56 in das Ventilghäuse 10 zurückdrückt. Der Ventilteller 42 ist daher am Ventilsitz 28 zur Anläge gekom men und wird nun durch die Schließfeder 58 mit solcher Kraft gegen den Ventil sitz gespannt, daß das Ventil geschlossen gehalten wird und sich folglich das Heizmedium in der Fußbodenheizung abkühlen kann. Die Temperatur, bei der diese Rücklauftemperaturbegrenzung wirksam wird, läßt sich dadurch einstel len, daß die Axialposition des Widerlagers 20 variiert wird. Fig. 2 illustrates the case where the room temperature is far below the Sollwer tes and accordingly the plunger 16 of the room thermostat head is pulled back further, so that the expansion body 18 is supported with its plunger 22 on the abutment 20 . On the other hand, however, the return temperature of the heating medium is above the permitted limit temperature in this case. Therefore, the plunger 22 of the expansion body 18 is extended so that it pushes the valve member 26 back against the force of the return spring 56 into the valve housing 10 . The valve plate 42 is therefore on the valve seat 28 to the system and is now tensioned by the closing spring 58 with such force against the valve seat that the valve is kept closed and consequently the heating medium can cool in the underfloor heating. The temperature at which this return temperature limitation takes effect can be adjusted by adjusting the axial position of the abutment 20 .
Wenn nun ausgehend von dem in Fig. 2 gezeigten Zustand der Raumthermo statkopf 14 auf eine niedrigere Solltemperatur eingestellt wird, so wird der Stößel 16 weiter ausgefahren, was normalerweise zu einem Schließen des Ventils führen würde. Im vorliegenden Fall ist aber das Ventil bereits geschlossen, und der Ventilteller 42 kann sich nicht weiter in Schließrichtung bewegen. Wenn der Stößel 16 am Stößel 22 anstößt, wird deshalb nur der Schaft 40 des Ventilglieds 26 weiter in Schließrichtung verschoben, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Dabei wird nun nicht nur die Rückstellfeder 56, sondern auch die Schließfeder 58 kompri miert, und das Ende des Schaftes 40, das den Ventilteller 42 durchsetzt, taucht frei in die Ventilöffnung 30 ein. Der Ventilteller bleibt indessen unverändert in der Schließstellung. Dadurch, daß der Schaft 40 in die Ventilöffnung 30 eintau chen kann, wird eine mechanische Überbeanspruchung des Dehnstoffkörpers 18 und/oder des Raumthermostatkopfes 14 vermieden.If, starting from the state shown in FIG. 2, the room thermal head 14 is set to a lower target temperature, the plunger 16 is extended further, which would normally lead to the valve being closed. In the present case, however, the valve is already closed and the valve plate 42 cannot move any further in the closing direction. Therefore, when the tappet 16 abuts the tappet 22 , only the stem 40 of the valve member 26 is displaced further in the closing direction, as shown in FIG. 3. Not only the return spring 56 , but also the closing spring 58 is now compressed, and the end of the shaft 40 , which passes through the valve plate 42 , dips freely into the valve opening 30 . The valve disk remains unchanged in the closed position. Characterized in that the stem 40 can immerse in the valve opening 30 , mechanical overloading of the expansion body 18 and / or the room thermostat head 14 is avoided.
Wenn sich das Heizmedium abkühlt, schrumpft der Dehnstoffkörper 18, und der Stößel 22 fährt zurück. Der Schaft 40 wird dann durch die Schließfeder 58 zurückgedrückt, die gleichzeitig den Ventilteller 42 weiterhin in der Schließstel lung hält. Bei der Bewegung des Schaftes 40 relativ zum Ventilteller 42 braucht nur der Reibungswiderstand des Dichtrings 50 überwunden zu werden, der aber wegen des relativ geringen Durchmessers dieses Dichtrings nur klein ist. Somit bleibt das Ventil so lange geschlossen, bis auch die Raumtemperatur abgenom men hat und der Stößel 16 zurückgezogen wird, so daß sich das Ventilglied 26 dann als Ganzes weiter in Öffnungsrichtung bewegt.When the heating medium cools, the expansion body 18 shrinks and the plunger 22 moves back. The shaft 40 is then pushed back by the closing spring 58 , which at the same time continues to hold the valve plate 42 in the closed position. When the shaft 40 moves relative to the valve plate 42 , only the frictional resistance of the sealing ring 50 needs to be overcome, but this is only small due to the relatively small diameter of this sealing ring. Thus, the valve remains closed until the room temperature has also decreased and the plunger 16 is withdrawn, so that the valve member 26 then moves further as a whole in the opening direction.
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| D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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