DE2342841A1 - Three way valve for hot water heating - has housing with two valve chambers and adjustable valve element coaxial with outlet - Google Patents
Three way valve for hot water heating - has housing with two valve chambers and adjustable valve element coaxial with outletInfo
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Description
73 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 24, Postfach 34873 Esslingen (Neckar), Fabrikstrasse 24, PO Box 348
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24. August 1973 stutt9art (0711)^August 24, 1973 stutt9art (0711) ^
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-bereitungsanlagenpreparation plants
Die Erfindung betrifft ein Dreiwegeventil, insbesondere für Warmwasserheizungs- oder -bereitungsanlagen, mit einem Leitungsanschlüsse aufweisenden Gehäuse, in dem zwei durch eine Zwischenwand getrennte Ventilkammern ausgebildet sind, von denen die erste mit einem ersten Ventileinlaß und die zweite mit einem zweiten Ventileinlaß sowie mit einem Ventilauslaß in Verbindung steht und bei dem zwischen den beiden Ventilkammern eine zum Ventilauslaß koaxiale Verbindungsöffnung vorhanden ist, deren lichter Durchtrittsquerschnitt durch einen von aussen her verstellbaren Ventilkörper veränderbar ist.The invention relates to a three-way valve, in particular for hot water heating or preparation systems, with a Housing having line connections in which two valve chambers are formed which are separated by a partition wall, of which the first with a first valve inlet and the second with a second valve inlet and with a valve outlet is in connection and in which between the two valve chambers there is a connection opening which is coaxial with the valve outlet and whose clear passage cross section is present can be changed by an externally adjustable valve body.
Dreiwegemisch- oder Umstellventile dieser Art, insbesondere mit motorischem Antrieb sind in einer Reihe von Ausführungsformen bekannt. Ein Beispiel dafür ist in der DT-AS 1 963 429 beschrieben. Die Ventile finden für automatisch geregelte Warmwasserheizungs- und Warmwasserbereitungsanlagen Verwendung, beispielsweise derart, daß.in der Vorlaufleitung zu dem Verbraucher ein Dreiwegemischventil liegt,Three-way mixing or switching valves of this type, in particular with a motorized drive, are available in a number of embodiments known. An example of this is described in DT-AS 1 963 429. The valves find for automatically regulated hot water heating and hot water heating systems use, for example in such a way that in the flow line a three-way mixing valve is connected to the consumer,
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an das eine By-Pass-Leitung zu dem Verbraucher angeschlossen ist und das es gestattet, die Beimischmenge von ausgekühltem Rücklauf zu dem dem Verbraucher zufließenden Vorlauf so zu regeln, daß am Verbraucher die gewünschte Temperatur eingehalten wird.to which a by-pass line is connected to the consumer and which allows the admixture amount to regulate from cooled return to the flow flowing to the consumer so that the consumer the desired temperature is maintained.
Bei Hochdruck-Heizwasseranlagen ist das Verhältnis der Vorlauf-Heizwassermenge zu der Beimischmenge sehr klein, weil viel ausgekühltes Rücklaufwasser beigemischt werden muß, um die hohen Temperaturen des Vorlaufs auf die niedrige Gebrauchstemperatur beim Verbraucher herabzusetzen.In the case of high-pressure heating water systems, the ratio of the flow rate heating water to the admixture amount is very small, because a lot of cooled return water must be added to the high temperatures of the flow to the low Use temperature to reduce at the consumer.
Die bekannten Dreiwegeventile, bei denen die beiden in dem Ventilgehäuse ausgebildeten Ventilkammern über einen Ventilsitz und einen zugeordneten Ventilkegel miteinander in Verbindung stehen, ist die Regelung bei einem sehr kleinen Verhältnis der Vorlauf-Heizwassermenge zur Beimischmenge sehr schwierig, weil das Ventil in dem unteren Regelbereich bereits ungenau arbeitet.The known three-way valves, in which the two valve chambers formed in the valve housing via a Valve seat and an associated valve cone are in connection with one another, the control is at a very high level small ratio of the flow heating water amount to the admixture amount is very difficult because the valve is in the lower Control range is already working imprecisely.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Dreiwegeventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich durch verbesserte Regeleigenschaften im ganzen Regelbereich und insbesondere bei kleinem Beimischverhältnis auszeichnet.The invention is therefore based on the object of creating a three-way valve of the type mentioned above, which through improved control properties in the entire control range and especially with a small admixture ratio excels.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Dreiwegeventil gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilkammern durch eine konische Strahldüse miteinander verbunden sind, deren Durchtrittsquerschnitt durch eine von aussen verstellbare koaxiale Düsennadel gesteuert ist.To solve this problem, the three-way valve according to the invention is characterized in that the two valve chambers are connected to one another by a conical jet nozzle, the passage cross-section of which by one of externally adjustable coaxial nozzle needle is controlled.
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Der Durchtrittsquerschnitt der Strahldüse ist wegen der erhöhten Mediunsgeschwindigkeit wesentlich kleiner als der lichte Durchtrittsquerschnitt des Sitzes eines bekannten Dreiwegeventiles. Er läßt sich mit der Düsennadel im ganzen Bereich sehr genau regeln, wobei durch den kleineren Durchtrittsquerschnitt die Beimischungsverhältnisse wesentlich verbessert werden.The passage cross-section of the jet nozzle is significantly smaller than because of the increased medium velocity the clear passage cross-section of the seat of a known three-way valve. He can be with the jet needle regulate the whole area very precisely, whereby the admixture ratios are due to the smaller passage cross-section can be significantly improved.
In einer vorteilhaften praktischen Ausführungsform kann die Strahldüse auf der die beiden Ventilkammern trennenden Zwischenwand des Ventilgehäuses sitzen, wobei die Strahldüse in eine entsprechende Gewindebohrung der Zwischenwand eingeschraubt sein kann.In an advantageous practical embodiment can the jet nozzle sit on the intermediate wall of the valve housing that separates the two valve chambers, the jet nozzle can be screwed into a corresponding threaded hole in the partition.
Außerdem eröffnet sich die Möglichkeit, daß an das Ventilgehäupe eine zu der Strahldüse koaxiale Fangdüse größeren Querschnitts mit nachgeschaltetem Diffusor dichtend angeschlossen ist, die den Ventilauslaß bildet. Damit wird das Dreiwegeventil zu einer Strahlpumpe, ohne daß dazu konstruktive Veränderungen in dem Ventil selbst erforderlich wären.In addition, there is the possibility of having a larger catching nozzle coaxial with the jet nozzle on the valve housing Cross-section is sealingly connected with the downstream diffuser, which forms the valve outlet. So that becomes Three-way valve to a jet pump without being constructive Changes in the valve itself would be required.
Die Fangdüse kann in das Ventilgehäuse eingeschraubt sein; in einer vorteilhaften Ausführungsform kann aber die Anordnung derart getroffen sein, daß die Fangdüse mit dem Diffusor eine an den Leitungsanschluß des Ventilauslasses anschließbare Einheit bildet, die ihrerseits einen Leitungsanschluß für eine anzuschließende abgehende Leitung aufweist. The collecting nozzle can be screwed into the valve housing; in an advantageous embodiment, however, the arrangement be made in such a way that the collecting nozzle with the diffuser is connected to the line connection of the valve outlet forms connectable unit, which in turn has a line connection for an outgoing line to be connected.
Die Düsennadel des neuen Dreiwegeventiles ist zweckmäßigerweise mit einem auf das Ventilgehäuse aufgesetzten motorischen Stellantrieb gekuppelt, so daß über entsprechende elektrische Regler eine automatische Regelung der Anlage möglich ist, in der das neue Dreiwegeventil sitzt.The nozzle needle of the new three-way valve is expediently equipped with a motor-driven one placed on the valve housing Actuator coupled so that an automatic control of the system is possible via corresponding electrical controllers, in which the new three-way valve sits.
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Ist das neue Dreiwegeventil in der bereits erwähnten Weise mit einer Fangdüse und einem Diffusor ausgestattet, so daß es als Strahlpumpe wirkt, so kann es beispielsweise mit der vorhandenen Druckenergiedifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf eines Fernheiznetztes betrieben werden, die dann für die Wärmeversorgung,beispielsweise eines Hauses, ausgenutzt wird. In Fällen, in denen die durch den Differenzdruck zwischen Vorlauf und Rücklauf zur Verfugung stehende Eingangsenergie nicht ausreicht, um bei einer das Ventil enthaltenden Anlage eine Umwälzung des Heizmediums auf der Verbraucherseite zu gewährleisten, kann die Anordnung derart getroffen werden, daß an den Leitungsanschluß des Ventilauslasses unmittelbar der Einlaß einer elektrischen Pumpe angeschlossen ist, die dann die Umwälzung bewirkt.Is the new three-way valve in the manner already mentioned equipped with a collecting nozzle and a diffuser, so that it acts as a jet pump, so it can for example with the existing pressure energy difference between the flow and return of a district heating network are operated, which then for the heat supply, for example a house, is used. In cases where the differential pressure The input energy available between the flow and return is insufficient for a System to ensure a circulation of the heating medium on the consumer side, the arrangement can be made in this way that to the line connection of the valve outlet directly the inlet of an electric pump is connected, which then causes the circulation.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown. Show it:
Fig. 1 ein Dreiwegeventil gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform im axialen Schnitt in einer Seitenansicht,1 shows a three-way valve according to the invention in a first embodiment in an axial section Side view,
Fig. 2 ein Dreiwegeventil gemäß der Erfindung in einer Ausführungsform mit eingesetzter Fangdüse und dieser ηachgeordnetem Diffusor im axialen Schnitt in einer Seitenansicht teilweise in schematischer Darstellung,2 shows a three-way valve according to the invention in an embodiment with an inserted collecting nozzle and this Downstream diffuser in an axial section in a Side view partly in schematic representation,
Fig. 3 ein Dreiwegeventil gemäß der Erfindung in einer Ausführungsform mit dem Ventilauslaß unmittelbar nachgeschaltete elektrische Pumpe im axialen Schnitt in einer Seitenansicht und in schematischer Darstellung,3 shows a three-way valve according to the invention in one embodiment with the valve outlet directly downstream electric pump in axial section in a side view and in schematic Depiction,
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Fig. 4 eine Warmwasserheizungsanlage mit einem Dreiwegeventil gemäß Fig. 2 in schematischer Darstellung und4 shows a hot water heating system with a three-way valve according to FIG. 2 in a schematic representation and FIG
Fig. 5 eine Warmwasserheizungsanlage mit einem Dreiwegeventil gemäß Fig. 3 in schematischer Darstellung.5 shows a hot water heating system with a three-way valve according to FIG. 3 in a schematic representation.
Das in Fig. 1 dargestellte Dreiwegeventil weist ein Ventilgehäuse 1 auf, das mit Rohrleitungsanschlüssen in Gestalt von Rohrflanschen 2,3,4 versehen ist und in dem zwei Ventilkammern %€ ausgebildet sind, die durch eine Zwischenwand 7 voneinander getrennt sind. Die erste Ventilkammer 5 steht mit einem ersten Ventileinlaß 8 in Verbindung, während die zweite Ventilkammer 6 mit einem zweiten Ventileinlaß 9 und einem Ventilauslaß 10 verbunden ist.The three-way valve shown in Fig. 1 comprises a valve housing 1 which is provided with pipe connections in the form of pipe flanges and 2,3,4 are formed in the two valve chambers% €, which are separated by an intermediate wall 7. The first valve chamber 5 is connected to a first valve inlet 8, while the second valve chamber 6 is connected to a second valve inlet 9 and a valve outlet 10.
Die beiden Ventilkammern 5,6 sind durch eine konische Strahldüse 1CDmiteinander verbunden, die koaxial zu dem Ventilauslaß 10 angeordnet ist und deren Durchtrittsquerschnitt durch eine koaxiale Düsennadel 11 von aussen her regelbar ist. Die Düsennadel 11 ist zu diesem Zwecke mit einer Ventilspindel verbunden, die durch das Ventilgehäuse 1 nach aussen geführt und mit einem auf das Ventilgehäuse 1 aufgesetzten motorischen Stellantrieb 13 gekuppelt ist.The two valve chambers 5, 6 are connected to one another by a conical jet nozzle 1CD which is coaxial with the valve outlet 10 is arranged and the passage cross section can be regulated from the outside by a coaxial nozzle needle 11. the For this purpose, nozzle needle 11 is equipped with a valve spindle connected, which passed through the valve housing 1 to the outside and with a mounted on the valve housing 1 motorized Actuator 13 is coupled.
Die von der Ventilkammer 5 in die Ventilkammer 6 führende Strahldüse 100 sitzt auf der Zwischenwand 7 des Ventilgehäuses 1. Bei der dargestellten Ausfuhrungsform ist sie in eine entsprechende Gewindebohrung 14 der Zwischenwand 7 eingeschraubt. Der lichte maximale Durchtrittsquerschnitt der Strahldüse 100 ist wesentlich kleiner als jener des Ventilauslasses 10, wie dies aus der Zeichnung auch hervorgeht.The jet nozzle 100 leading from the valve chamber 5 into the valve chamber 6 is seated on the partition 7 of the valve housing 1. In the illustrated embodiment, it is in a corresponding threaded hole 14 of the intermediate wall 7 is screwed. The clear maximum passage cross-section of the Jet nozzle 100 is significantly smaller than that of valve outlet 10, as can also be seen from the drawing.
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform, die im wesentlichen jener nach Fig. 1 entspricht, so daß sich insoweit eine nochmalige Erläuterung erübrigt, sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichnen gekennzeichnet. Während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 der Ventilauslaß mittels des Rohrflansches 3 unmittelbar beispielsweise an die Vorlaufleitung eines Verbrauchers angeschlossen ist, ist bei der Ausführungsform nach Fig. 2 an das Ventilgehäuse 1 eine zu der Strahldüse 100 koaxiale Fangdüse 15 größeren Querschnitts derart dichtend angeschlossen, daß sie in die Ventilkammer 6 ragt und im Abstand vor der Strahldüse 100 steht. Der Fangdüse 15 ist ein sich konisch erweiternder Diffusor 16 nachgeschaltet, der den Ventilauslaß bildet. Die Fangdüse 15 und der Diffusor 16 sind hierbei in der aus Fia. 2 ersichtlichen Weise zu einer Einheit 17 zusammenae-In the embodiment shown in Fig. 2, which corresponds essentially to that of FIG. 1, so that to this extent If a repeated explanation is not necessary, the same parts are identified by the same reference numerals. While in the embodiment of FIG. 1, the valve outlet means of the pipe flange 3 is connected directly, for example, to the flow line of a consumer in the embodiment according to FIG. 2 to the valve housing 1 a larger collecting nozzle 15 coaxial with the jet nozzle 100 Cross-section connected in such a sealing manner that it protrudes into the valve chamber 6 and at a distance in front of the jet nozzle 100 stands. The collecting nozzle 15 is followed by a conically widening diffuser 16 which forms the valve outlet. The collecting nozzle 15 and the diffuser 16 are here in the form shown in FIG. 2 visible way to form a unit 17 together
fasst,· die auf der einen Seite einen an den Flansch 3 des Ventilgehäuses 1 anschließbaren Ringflansch 19 und auf der anderen Seite einen für den Anschluß einer Rohrleitung dienenden Ringflansch 20 trägt.the one on one side of the flange 3 of the valve housing 1 connectable annular flange 19 and on the other side one for the connection of a Pipeline serving annular flange 20 carries.
Das Dreiwegeventil ist damit zu einer Strahlpumpe geworden und zwar ohne daß in dem Aufbau des Ventiles selbst Änderungen erforderlich geworden sind.The three-way valve has thus become a jet pump without any changes in the structure of the valve itself have become necessary.
An Stelle der die Fangdüse 15 und den Diffusor 16 enthaltenden Einheit 17 kann an das Ventilgehäuse 1 des in Fig. 1 dargestellten Dreiwegeventiles in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise auch unmittelbar eine elektrische Pumpe 21 an den auslaßseitigen Rohrflansch 3 des Ventilgehäuses 1 angeschlossen sein, so daß sich eine Ventil-Pumpeneinheit ergibt, die insgesamt beispielsweise in eine HeizungsanlageInstead of those containing the collecting nozzle 15 and the diffuser 16 Unit 17 can be seen on the valve housing 1 of the three-way valve shown in FIG. 1 in FIG. 3 In the same way, an electric pump 21 is directly connected to the pipe flange 3 of the valve housing 1 on the outlet side be connected, so that there is a valve-pump unit, the total for example in a heating system
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eingebaut werden kann.can be installed.
Auch bei dieser Ausführungsform sind mit den vorher beschriebenen Ausfuhrungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet; sie erfordern deshalb keine weitere nochmalige Erläuterung.In this embodiment, too, are the same as those previously described Embodiments of the same parts with the same Marked with reference numerals; they therefore do not require any further explanation.
In den Fig. 4 und 5 sind zwei Warmwasserheizungsanlagen, beispielsweise zur Wärmeversorgung eines Hauses aus einem FernheiznetZj schematisch veranschaulicht, von denen die Anlage gemäß Fig. 4 ein Dreiwegeventil nach Fig. 2 mit Fangdüse und Diffusor, d.h. der Ausführungsform als Strahlpumpe und die Anlage nach Fig. 5 ein Dreiwegeventil nach Fig. 3, d.h. mit nachgeschalteter elektrischer Pumpe enthält. 4 and 5 are two hot water heating systems, for example for supplying heat to a house from one FernheiznetZj schematically illustrates, of which the system according to FIG. 4 has a three-way valve according to FIG Catching nozzle and diffuser, i.e. the embodiment as a jet pump and the system according to Fig. 5 contains a three-way valve according to Fig. 3, i.e. with a downstream electric pump.
Die Vorlaufleitung des Fernheiznetzes ist mit 0.10, die Rücklaufleitung des Fernheiznetzes mit 0.12 bezeichnet. An den Ventileinlaß 8 des mit seinem Gehäuse 1 schematisch dargestellten Dreiwegeventiles ist über eine Leitung O1 der Fernheiznetzvorlauf angeschlossen, während an den anderen Ventileinlaß 9 eine Beimischl'eitung 03 Mi angeschlossen ist, die parallel zu dem bei 30 angedeuteten Verbraucher liegt und von der Verbraucherrticklaufleitung abzweigt, die ansonsten über eine Leitung 02 mit dem Fernheiznetzrücklauf 0.12 verbunden ist.The flow line of the district heating network is with 0.10, the The return line of the district heating network is labeled 0.12. At the valve inlet 8 of the three-way valve shown schematically with its housing 1 is via a line O1 the district heating network flow is connected, while an admixing line 03 Mi is connected to the other valve inlet 9 is parallel to the consumer indicated at 30 and from the consumer trickle line branches, which would otherwise be connected to the district heating network return via a line 02 0.12 is connected.
Bei der Anlage nach Fig. 4 ist die Verbrauchervorlaufleitung 04 an die die Fangdüse 15 und den Diffusor 16 enthaltende Einheit 17 angeschlossen, die ihrerseits in der aus. Fig. ersichtlichen Weise mit dem Ventilgehäuse 1 verbunden ist. Damit wird die zur Umwälzung des Heizwassers in dem Verbraucherkreislauf erforderliche Energie von der Druckdifferenz zwischen dem Fernheiznetzvorlauf und dem FernheiznetzrücklaufIn the system according to FIG. 4, the consumer supply line is 04 connected to the unit 17 containing the collecting nozzle 15 and the diffuser 16, which in turn is in the from. Fig. visible way is connected to the valve housing 1. This is used to circulate the heating water in the consumer circuit required energy from the pressure difference between the district heating network flow and the district heating network return flow
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0.10 bzw. 0.12 über die als Strahlpumpe wirkende Ventil-Fangdüsendiffusoreinheit 1,17 gedeckt. Die Regelung auf konstante Temperatur am Verbraucher 30 geschieht durch ein in der Verbrauchervorlaufleitung 04 liegendes Temperaturfühlglied 31, das über einen Regler 32 den motorischen Stellantrieb 13 des Ventiles und damit die Düsennadel 11 entsprechend beeinflußt.0.10 or 0.12 via the valve-catching nozzle diffuser unit acting as a jet pump 1.17 covered. The regulation to constant temperature at the consumer 30 is carried out a temperature sensing element located in the consumer feed line 04 31, which via a controller 32 controls the motorized actuator 13 of the valve and thus the nozzle needle 11 influenced accordingly.
Bei der Anlage nach Fig. 5 ist davon ausgegangen, daß die Druckdifferenz zwischen dem Pernheiznetzvorlauf O.10 und dem Fernheiznetzrücklauf 0.12 nicht dazu ausreicht, in der anhand der Fig. 4 erläuterten Weise die Heizwasserumwälzung auf der Verbraucherseite zu bewirken. Aus diesem Grunde ist in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise dem Dreiwegeventil unmittelbar die elektrische Pumpe 21 nachgeschaltet, die die zur Umwälzung des Heizwassers auf der Verbraucherseite erforderliche Energie liefert. Auch bei dieser Anlage kann eine verbraucherseitige Regelung auf konstante Temperatur durch ein in der verbraucherseitigen Vorlaufleitung 4 liegendes Temperaturfühlglied 31 geschehen, das über einen Regler 32 auf den motorischen Stellantrieb 13 des Ventiles Eingriff nimmt und entsprechend wie bei der Anlage nach Fig. 4 die über die Leitung 03 Mi zuströmende Beimi schinen ge regelt.In the system according to FIG. 5 it is assumed that the pressure difference between the Pernheiznetzvorlauf O.10 and the district heating network return 0.12 is not sufficient to circulate the heating water in the manner explained with reference to FIG effect on the consumer side. For this reason, in the manner shown in FIG. 3, the three-way valve directly downstream of the electric pump 21, which is responsible for circulating the heating water on the Supplies the energy required on the consumer side. In this system, too, a consumer-side control can be applied constant temperature is achieved by a temperature sensing element 31 located in the supply line 4 on the consumer side, which engages via a controller 32 on the motorized actuator 13 of the valve and accordingly as in the system according to Fig. 4, via the line 03 Mi inflowing Beimi machines ge regulates.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8131 | Rejection | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BAELZ, HELMUT, 7100 HEILBRONN, DE |