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Mehrwegventil zum Anschliessen von Radiatoren an das Rohrnetz von Heizungen
Die Erfindung betrifft ein Mehrwegventil zum Anschliessen von Radiatoren an das Rohrnetz von Heizungen, bei dem ein Gehäuse Anschlussstutzen für das Vorlaufrohr und das Rücklaufrohr, ins Radiatorinnere führende Strömungswege für das Vorlaufwasser und das Rücklaufwasser, einen die beiden Anschlussstutzen verbindenden überströmkanal sowie ein bewegliches Sperrelement aufweist, mittels welchem wenigstens einer der Strömungswege verschliessbar ist.
Bekannte Ventile, die zum Anschliessen von Radiatoren an das Rohrnetz von Heizungen dienen, sind meist so ausgebildet, dass beim Absperren des Ventils lediglich der vom Vorlaufrohranschlussstutzen ins Radiatorinnere führende Strömungsweg versperrt wird, während der vom Radiatorinneren ins Rücklaufrohr führende Strömungsweg für das Rücklaufwasser offen bleibt. über diesen Strömungsweg für das Rücklaufwasser ergeben sich dann auch bei abgesperrtem Strömungsweg für das Vorlaufwasser Strömungen, durch die das im Radiator eingeschlossene bzw. befindliche Wasser mehr oder weniger stark aufgeheizt werden kann. Dieser Vorgang vollzieht sich naturgemäss um so intensiver, je grösser die Temperaturdifferenz zwischen dem Rücklaufwasser und dem im Radiator befindlichen Wasser ist.
Besonders gross ist diese Temperaturdifferenz bei Einrohrheizungen. Bei diesen Heizungen lässt sich daher ein Radiator niemals völlig absperren oder stillegen, sondern es muss eine ständig mehr oder weniger grosse Leerlauf- oder Mindestwärmeabgabe in Kauf genommen werden. Die konstruktive Gestaltung der Mehrwegventile, die vornehmlich bei Einrohrheizungen Anwendung finden, führt häufig auch noch dazu, dass ausser dem Einfluss der Temperaturdifferenz zwischen dem im Radiator befindlichen und dem durch das Rohrnetz fliessenden Wasser auch noch Druck-und Strömungsgeschwindigkeit in der Weise wirken, dass sie einen Transport wärmeren Wassers durch den Weg des Rücklaufwassers in das Radiatorinnere hinein fördern. Häufig sind derartige Mehrwegventile auch noch als Einsetzventile ausgebildet, welche in den Fussraum des Radiators eingesetzt werden.
Dadurch ergeben sich grosse, vom durchströmenden und den überströmkanal passierenden Vorlaufwasser ständig aufgeheizte, wärmeabgebende Oberflächen, die ebenfalls so wirken, dass der Radiator auch bei abgesperrtem Ventil Wärme abgibt. Mehrwegventile bekannter Ausführungsformen, die für Einrohrheizungen verwendet werden, verursachen häufig aber auch noch Veränderungen in den die Wärmeabgabe eines Radiators bestimmenden Einflussgrössen des durch das Rohrnetz fliessenden Wassers, sobald eine Regelung vorgenommen wird. Infolge dieser Veränderungen der Einflussgrössen wird bei einer Änderung der Wärmeabgabe eines bestimmten Radiators einer Heizungsanlage die Wärmeabgabe der jeweils nachgeschalteten Radiatoren in oft beträchtlichem Masse mit verändert.
Es sind zwar Mehrwegventile bekannt, die in der Lage sind, auch zwei Strömungswege zugleich zu unterbrechen bzw. bei entsprechender Betätigung freizugeben. Solche Ventile sind jedoch teuer, infolge ihres relativ komplizierten Aufbaues störanfällig.
In der Praxis musste daher bisher eine unvermeidbare Rest-oder Mindestwärmeabgabe des abgesperrten Radiators in Kauf genommen werden, wenn auf einfache und zuverlässig betriebssichere Anschlussarmaturen Wert gelegt wurde, während hohe Preise und eine hohe Störanfälligkeit dann in Kauf genommen werden mussten, wenn besonderer Wert darauf gelegt wurde, dass sich die Wärmeabgabe eines Radiators völlig unterbrechen lässt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrwegventil der eingangs genannten Art zu schaffen, welches auf Grund eines einfachen Aufbaues einen zuverlässigen Betrieb gewährleistet, eine völlige Unterbindung der Wärmeabgabe eines Radiators ermöglicht und auch unter nur geringen Kosten herstellbar ist.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe zeichnet sich das einleitend genannte Ventil erfindungsgemäss dadurch aus, dass sich der überströmkanal durch das Innere eines rohrförmigen Gehäuseeinsatzteiles erstreckt und mit dem Vorlaufrohranschlussstutzen über eine Ausnehmung in der Wandung dieses Einsatzteiles verbunden ist, der an beiden Enden mit Sitzflächen für das in Rohrachsrichtung verschiebbare Sperrelement ausgerüstet ist, wobei der beim Rücklaufrohranschlussstutzen liegenden Sitzfläche in axialem Abstand am Gehäuse eine im Strömungsweg des Rücklaufwassers angeordnete weitere Sitzfläche gegenüberliegt und das Sperrelement Dichtflächen aufweist,
welche in der einen Endstellung des Sperrelements mit der am Vorlaufrohranschlussstutzen liegenden Sitzfläche des Gehäuseeinsatzteiles und der im Strömungsweg des Rücklaufwassers liegenden Sitzfläche am Gehäuse, in der andern Endstellung ausschliesslich mit der beim Rücklaufrohranschlussstutzen liegenden Sitzfläche des Gehäuseeinsatzteiles zusammenwirkt.
Wenn ein Radiator unter Verwendung des vorgenannten neuen Ventils an das Rohrnetz einer Einrohrheizung angeschlossen wird, dann besteht nunmehr die Möglichkeit einer völligen Unterbindung der Wärmeabgabe, weil sowohl der Strömungsweg des Vorlaufwassers als auch der Strömungsweg des Rücklaufwassers zugleich gesperrt werden können. Anderseits lässt sich das Sperrelement des neuen Ventils in eine weitere Endlage überführen, in der die genannten beiden Strömungswege offen, der überströmkanal hingegen gesperrt ist. Dadurch wird eine vorteilhafte intensive Durchströmung des Radiators gewährleistet.
Das Sperrelement kann ausserdem in Zwischenstellungen überführt werden, wodurch sich bei einer Einrohrheizung der Anteil des durch das Radiatorinnere fliessenden und des durch den überströmkanal fliessenden Wassers feinfühlig und exakt regulieren lässt. Durch die Gegenläufigkeit der Öffnungsbewegungen und Schliessbewegungen beim Regeln und Betätigen des neuen Mehrwegventils werden ausserdem auch noch die Einflussgrössen, welche die Wärmeabgabe nachgeschalteter Radiatoren beeinflussen können, in bestimmten Grenzen konstant gehalten. Wenn nämlich die Strömungswege für das Vorlaufwasser und das Rücklaufwasser zunehmend verengt werden, dann vergrössert sich im gleichen Masse der Durchströmquerschnitt des überströmkanals und umgekehrt.
Auf diese Weise kann z. B. der Druckabfall, der sich zwischen dem Vorlaufrohranschlussstutzen und dem Rücklaufrohranschlussstutzen einstellt, entweder nahezu konstant gehalten werden oder entsprechend einer gewünschten Gesetzmässigkeit sowie innerhalb gegebener Grenzen verändert werden, wenn der Radiator von Null bis zur vollen Wärmeabgabe geregelt wird. Die Tatsache, dass sich z. B. der Druck des durch das Rohrnetz einer Einrohrheizung fliessenden Wassers nicht oder im bestimmten Masse ändert, wenn einer der Radiatoren geregelt wird, führt dazu, dass eine wichtige Einflussgrösse, die die Wärmeabgabe nachgeschalteter Radiatoren beeinflusst, konstant gehalten wird. Folglich wird durch eine Regelung eines Heizkörpers keine Veränderung der Wärmeabgabe nachgeschalteter Radiatoren mehr verursacht.
Grosse Vorteile können aber auch dann erzielt werden, wenn das neue Mehrwegventil für Zweirohrheizungen verwendet wird. Bekanntlich muss bei Zweirohrheizungen ein grosser baulicher und steuerungstechnischer Aufwand in Kauf genommen werden, um die Zwangszirkulation des Heizungswassers durch das Rohrleitungsnetz ohne unzulässige Drucksteigerung sowie ohne unerwünschte Drucksenkung durchführen zu können. Dieser Aufwand ist erforderlich, weil bei den bekannten Zweirohrheizungen Armaturen ohne überströmkanal verwendet werden.
Der Strömungswiderstand, den das Rohrleitungsnetz mit den Radiatoren aufweist, wenn nur einige der Radiatoren in Betrieb genommen werden und der Strömungswiderstand, wenn alle Radiatoren der Heizungsanlage in Betrieb sind, weichen sehr stark voneinander ab, so dass Umwälzpumpen mit veränderlicher Förderleistung oder Antriebsmotore mit schaltbaren Getrieben oder veränderbaren Drehzahlen oder aus mehreren Einzelpumpen zusammengesetzte Pumpenbatterien verwendet werden müssen, um die dem jeweiligen Erfordernis entsprechende Pumpenleistung verwirklichen zu können. Durch das neue Mehrwegventil wird dieser Aufwand vermieden, denn der beim Absperren eines Radiators freiwerdende, sich beim öffnen des Radiators schliessende überströmkanal sorgt dafür, dass sich die erforderliche Pumpenleistung nur in vergleichsweise geringen Grenzen ändert.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Ventils kennzeichnet sich dadurch, dass die beim Rücklaufrohranschlussstutzen liegende Sitzfläche des Gehäuseeinsatzteiles und die zugeordnete Dichtfläche des Sperrelements als Konusflächen ausgebildet sind.
Es empfiehlt sich ausserdem, dass das Sperrelement unter der Auflast einer Feder nachgiebig in der
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Endlage gehalten ist, in der die Konusflächen aneinanderliegen. Bei dieser Ausgestaltung braucht lediglich ein der Feder entgegenwirkender Druck auf das Sperrelement oder ein Betätigungselement ausgeübt zu werden, um eine Regelung der Wärmeabgabe des Heizkörpers zu bewirken.
Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn das Gehäuse zwei mit dem Vorlaufrohranschlussstutzen und dem Rücklaufrohranschlussstutzen fluchtende Verbindungsstutzen aufweist, welche entweder mit dem korrespondierenden Anschlussstutzen des Radiators oder mit Anschlussstutzen einer in den Radiatorfussraum eingesetzten Armatur verbunden sind.
Diese Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass auch eine Aufwärmung des im Radiator befindlichen Wassers durch Wärmeleitung unterbunden wird. Eine solche Aufwärmung ist bei den bekannten Einsatzventilen oder Armaturen, die mit Gehäuseflächen innerhalb des Radiatorfussraumes aufgenommen sind, unvermeidlich.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des neuen Ventils ist ein Thermostat, der zur Betätigung des Sperrelements dient, am Gehäuse befestigt.
Ein Ausführungsbeispiel des neuen Ventils ist in den. Zeichnungen dargestellt. Fig. l zeigt einen Schnitt durch das neue Mehrwegventil, bei welchem das Sperrelement eine Stellung einnimmt, welche voller Wärmeabgabe des Radiators entspricht. Fig. 2 zeigt eine der Fig. l entsprechende Schnittansicht des Ventils, bei der das Sperrelement eine Stellung einnimmt, in welcher die Zufuhr von Heizmedium zum Radiator unterbrochen ist. Fig. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung des neuen Ventils.
Das in den Zeichnungen gezeigte Mehrwegventil weist ein Gehäuse-l-auf, das mit einem Vorlaufrohranschlussstutzen--2--, einem Rücklaufrohranschlussstutzen--3--sowie Vorlaufwasser bzw. Rücklaufwasser führenden Verbindungsstutzen--4 und 5-- ausgerüstet ist, die zum Anschliessen des Ventils an entsprechende Nippel oder Fittings des Radiators dienen.
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--2-- undfluchten miteinander. Durch das Gehäuse --1-- führen von dem jeweiligen Anschlussstutzen --2 bzw. 3-zum zugeordneten Verbindungsstutzen-4 bzw. 5-- Strömungswege --6 bzw. 7--.
Das Gehäuse weist einen im wesentlichen zylindrischen Innenraum auf, in welchem ein im wesentlichen rohrförmiger Gehäuseeinsatzteil--8--aufgenommen ist. Der Gehäuseeinsatzteil--S-- weist zwei Stirnflächen auf, die als Sitzflächen--9 und 10--ausgebildet sind. Im Bereich der beim
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weichen Werkstoff bestehen. Die Sitzfläche--10--des Gehäuseeinsatzteiles--8--und die entsprechende Dichtfläche --19-- sind als Kegelflächen ausgebildet.
Der axiale Abstand der Dichtflächen des Sperrelements --17-- voneinander ist in bezug auf die gegebenen Sitzflächen --9,10 und 13-- so gewählt, dass sich die in Fig. l und 2 gezeigten Endlagen sowie weitere nicht gezeigte Zwischenstellungen herbeiführen lassen. In der in der Fig. l gezeigten Endlage wirken die konischen Sitz- und Dichtflächen --19 und 10--zusammen, so dass der
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verwendet werden. Bevorzugt wird jedoch ein Thermostat am Gehäuse befestigt, so dass eine automatische Regelung der Wärmeabgabe des Radiators möglich ist.
Im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen von Mehrwegventilen fehlen bei der beschriebenen Ausgestaltung gleitend geführte und zugleich dichtende Schieber oder Sperrelemente, die bei den bekannten Mehrwegventilen meist die Ursache der hohen Herstellungskosten und Störanfälligkeit bilden.
Bei der in Fig. 3 gezeigten weiteren Ausgestaltung ist die Dichtfläche --18-- des Sperrelements von einer Dichtung gebildet, die in einem Führungsring-21-aufgenommen ist. Dieser Führungsring - ist in bezug auf das Sperrelement-17-begrenzt in Betätigungsrichtung verschiebbar.
Eine Feder, wie z. B. die Tellerfeder-22--, schiebt den Führungsring-21-in Richtung auf die zugehörige Sitzfläche --9--. So ergibt sich eine gewisse Voreilung der Dichtfläche-18-in bezug auf die Dichtfläche --20--. Letztere wird erst dann in die Abdichtstellung überführt, wenn die Tellerfeder --22-- beansprucht und zusammengedrückt wurde. Eine einwandfreie Abdichtung lässt
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;Dichtfläche-18-liegt unter Federdruck an.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mehrwegventil zum Anschliessen von Radiatoren an das Rohrnetz von Heizungen, bei dem ein Gehäuse Anschlussstutzen für das Vorlaufrohr und das Rücklaufrohr, ins Radiatorinnere führende Strömungswege für das Vorlaufwasser und das Rücklaufwasser, einen die beiden Anschlussstutzen
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dem Vorlaufrohranschlussstutzen (2) über eine Ausnehmung (11) in der Wandung dieses Einsatzteiles verbunden ist, der an beiden Enden mit Sitzflächen (9, 10) für das in Rohrachsrichtung verschiebbare Sperrelement (17) ausgerüstet ist, wobei der beim Rücklaufrohranschlussstutzen (3) liegenden Sitzfläche (10) in axialem Abstand am Gehäuse (1) eine im Strömungsweg (7) des Rücklaufwassers angeordnete weitere Sitzfläche (13) gegenüberliegt und das Sperrelement Dichtflächen (18, 19, 20) aufweist,
welche in der einen Endstellung des Sperrelements mit der am Vorlaufrohranschlussstutzen (2) liegenden Sitzfläche (9) des Gehäuseeinsatzteiles und der im Strömungsweg des Rücklaufwassers liegenden Sitzfläche (13) am Gehäuse, in der andern Endstellung ausschliesslich mit der beim Rücklaufrohranschlussstutzen liegenden Sitzfläche (10) des Gehäuseeinsatzteiles zusammenwirkt.
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