Heizunqs-Ventilanordnunα
Die Erfindung betrifft eine Heizungs-Ventilanordnung mit einem Gehäuse, das einen Einlaß und einen Auslaß aufweist, einer ersten Ventileinrichtung, die einen Ventilsitz und ein Ventilelement aufweist, und einer zweiten Ventileinrichtung, die eine konstante Druckdifferenz über der ersten Ventileinrichtung einstellt.
Eine vergleichbare Ventilanordnung ist aus WO 01/13017 A2 bekannt. In einer derartigen Ventilanordnung sorgt die zweite Ventileinrichtung dafür, daß immer eine konstante Druckdifferenz über der ersten Ventileinrichtung anliegt und zwar unabhängig von den Drücken am Einlaß und am Auslaß. Damit ist es möglich, eine Mengenregelung durchzuführen, d.h. die durch die zweite Ventil-einrichtung durchgelassene Menge der Flüssigkeit ist abhängig von der Öffnungsweite der Ventileinrichtung, vereinfacht ausgedrückt, dem Abstand zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement.
Eine derartige Ventilanordnung, bei der man mit Hilfe der zweiten Ventileinrichtung dafür sorgt, daß die Druckdifferenz über die erste Ventileinrichtung konstant.bleibt, ist insbesondere in Zentralheizungsanlagen von Vorteil, weil hier ansonsten die Gefahr besteht, daß der Verbrauch an Wärme- trägerflüssigkeit durch andere Heizkörper den Druck über das Heizungsventil eines Heizkörpers negativ beeinflußt. Durch die zweite Ventileinrichtung wird dieses Problem weitgehend eliminiert.
Dieser Vorteil wurde aber bislang mit einem Nachteil erkauft, der darin besteht, daß die Ventilanordnung eine relativ große Baugröße besitzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau der Ventilanordnung zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird bei einer Heizungs-Ventilanordnung der eingangs ge- nannten Art dadurch gelöst, daß die erste Ventileinrichtung in einem ersten Teil des Gehäuses und die zweite Ventileinrichtung in einem zweiten Teil des Gehäuses angeordnet sind, und daß der erste Teil und der zweite Teil des Gehäuses miteinander verbunden sind.
Mit dieser Ausgestaltung erreicht man einen sehr kompakten Aufbau der Ventilanordnung, d.h. die Ventil-anordnung benötigt nur einen relativ kleinen Bauraum. Darüber hinaus kommt man mit einer relativ kleinen Anzahl von Komponenten aus. Die Fertigung wird vereinfacht, weil man die beiden Teile des Gehäuses mit ihren jeweiligen Ventileinrichtungen getrennt vorfertigen und gegebenenfalls auch auf Funktionsfähigkeit hin testen kann. Die Bevorratung wird vereinfacht. Dies gilt sowohl für die Fertigung als auch für die Ersatzteilbeschaffung. Man ist relativ flexibel bei der Kombination von unterschiedlichen ersten Ventileinrichtungen mit unterschiedlichen zweiten Ventileinrichtungen. Die einzige Voraussetzung, die hier erfüllt werden muß, ist, daß die beiden Teile des Gehäuses miteinander verbunden werden können. Die Trennfläche zwischen den beiden Teilen des Gehäuses bildet damit sozusagen die eigentliche Schnittstelle.
Vorzugsweise weist die zweite Ventileinrichtung eine Membran auf, die ein Druckregel-Ventilelement betätigt, wobei die Membran zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil des Gehäuses eingespannt ist. Die Membran übernimmt dabei zwei Funktionen. Zum einen dient sie, wie erwähnt, zur Betätigung des Druckregel-Ventilele-ments, also des Ventilelements der zweiten Ventileinrichtung. Zum anderen dichtet sie die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil des Gehäuses ab. Dies erleichtert die Fertigung.
Hierbei ist bevorzugt, daß ein Druckübergangskanal vom Ausgang zu der der ersten Ventileinrichtung abgewandten Seite der Membran eine Trennfläche zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil des Gehäuses durchsetzt. Dies vereinfacht den konstruktiven Aufbau. Es sind keine getrennten Kanäle mehr erforderlich, die außen um das Gehäuse herumgeführt werden müssen. Trotz der Trennung des Gehäuses in zwei (oder mehr) Teile ist es möglich, den Druckübertragungskanal so zu führen, wie dies von herkömmlichen Differenzdruck-Regelventilen her bekannt ist.
Bevorzugterweise ist der Druckübertragungskanal außerhalb der Membran angeordnet. Man muß die Membran also nicht mit einer Öffnung versehen, um Druck durch den Druckübertragungskanal übertragen zu können. Dadurch bleibt die Membran in ihrer ursprünglich vorgesehenen Form erhalten. Das Risiko von Beschädigungen bleibt gering. Die Lebensdauer der Ventilanordnung steigt.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Membran punktsymmetrisch ausgebildet ist. Trotz des Vorhandenseins des Druckübertragungskanals lassen sich die Belastungen auf die Membran symmetrisch halten. Die Membran kann beispielsweise eine Kreisfläche aufweisen. Auch dies hält die Gefahr von Spannungen, die in ungewünschten Richtungen entstehen können, klein, so daß die Membran eine relativ große Lebensdauer hat.
Bevorzugterweise ist das Druckregel-Ventilelement der zweiten Ventileinrichtung als Hohlzylinder ausgebildet. Die Heizungsflüssigkeit, die in den Heizkörper strömen soll, strömt also durch das Druckregel-Ventilelement. Hier steht also ein relativ großer Strömungsquerschnitt zur Verfügung. Dies hat den Vorteil, daß außer an der durch die zweite Ventileinrichtung bewußt gebildeten Drosselstelle nur geringe Druckabfälle auftreten. Darüber hinaus wird das Risiko einer Geräuschbildung klein gehalten.
Vorzugsweise ist das Druckregel-Ventilelement in einem Einsatz geführt, der im zweiten Teil des Gehäuses befestigt ist. Dies vereinfacht die Fertigung. Man kann den zweiten Teil des Gehäuses mit relativ großen Tole- ranzen fertigen und dennoch eine relativ genaue Führung des Druckregel- Ventilelements dadurch erreichen, daß man den besagten Einsatz verwendet. Zwischen dem Druckregel-Ventilelement und dem Einsatz kann natürlich eine Dichtung vorgesehen sein, genau wie der Einsatz unter Zwischenlage einer Dichtung im zweiten Teil des Gehäuses befestigt ist. Die Dichtungen können durch O-Ringe oder andere Dichtringe gebildet sein.
Hierbei ist bevorzugt, daß der Einsatz in den zweiten Teil des Gehäuses eingeschraubt ist. Das Risiko, daß Belastungen auf den Einsatz wirken, die ihn drehen, ist sehr gering. Das Einschrauben ist also eine relativ ein- fache Möglichkeit, um den Einsatz zuverlässig auch längerfristig im Gehäuse in einer gewünschten Position festzuhalten.
Bevorzugterweise weist die zweite Ventileinrichtung ein Ventilsitzelement auf, das auf einem Vorsprung im zweiten Teil des Gehäuses befestigt ist. Auch dies vereinfacht den Aufbau des zweiten Teils des Gehäuses. Auch im Bereich des Ventilsitzes muß das Gehäuse nicht mit einer übermäßig großen Genauigkeit gefertigt werden. Die Zuordnung von Ventilsitz und Ventilelement kann durch das Ventilsitzelement mit einer ausreichend großen Genauigkeit hergestellt werden.
Hierbei ist bevorzugt, daß das Ventilsitzelement einen Korpus aufweist, durch den ein Befestigungselement geführt ist und der eine Beschichtung trägt. Die Beschichtung kann dann an das Strömungsverhalten der Flüssigkeit angepaßt sein und beispielsweise darauf ausgelegt werden, Ge- rausche der durchströmenden Flüssigkeit möglichst klein zu halten. Der
Korpus kann hingegen eine Festigkeit aufweisen, die ausreicht, um das
Ventilsitzelement mit der notwendigen Zuverlässigkeit im Gehäuse festzuhalten.
Vorzugsweise weisen der erste Teil und der zweite Teil des Gehäuses übereinstimmende Bolzenöffnungen auf, durch die Spannbolzen geführt sind. Die Verbindung zwischen den beiden Teilen des Gehäuses erfolgt also einfach dadurch, daß man Bolzen durch die Bolzenöffnungen führt und sie entweder in einem der beiden Teile des Gehäuses verschraubt oder mit Muttern sichert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Heizungs- Ventilanordnung und
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Ventilanordnung.
Eine Heizungs-Ventilanordnung 1 weist ein in zwei Teile A, B unterteiltes Gehäuse auf, das einen Einlaß 2 und einen Auslaß 3 aufweist. Am Einlaß 2 ist ein Rohr 4 angeschlossen, mit dem Wärmeträgerflüssigkeit, beispielsweise heißes Wasser, von einem gebäudefesten Leitungswasser zugeführt wird. Am Auslaß 3 ist ein Heizkörper 5 angeschlossen, von dem ebenfalls nur ein Anschlußstutzen zu erkennen ist.
Zur Steuerung der Wärmeträgerflüssigkeit vom Einlaß 2 zum Auslaß 3 ist eine erste Ventileinrichtung 6 vorgesehen, die ein Ventilelement 7 aufweist, das gegenüber einem Ventilsitz 8 bewegbar ist. Das Ventilelement 7 ist in Öffnungsrichtung vom Ventilsitz 8 vorgespannt. In Schließrichtung kann es über einen Stift 9 beaufschlagt werden, der nach außen geführt
ist. An diesem Stift 9 kann ein nicht näher dargestellter, aber an sich bekannter Thermostatventilaufsatz angreifen. Die erste Ventileinrichtung ist im ersten Teil A des Gehäuses angeordnet.
Wenn eine derartige Ventileinrichtung 6 an einem Leitungssystem 4 angeschlossen ist, das eine Vielzahl von Heizkörpern versorgt, dann ist der Druck, der am Einlaß 2 ansteht, u.a. abhängig von dem Öffnungsgrad der übrigen an das Leitungssystem 4 angeschlossenen Heizkörper. Dieser Druck hat aber Einfluß auf die Menge des zwischen dem Ventilelement 7 und dem Ventilsitz 8 hindurchströmenden Wärmeträgermediums.
Um diese Einflüsse auszuschalten, weist die Ventil-anordnung 1 eine zweite Ventileinrichtung 10 auf, die eine Druckdifferenz über die erste Ventileinrichtung 6 konstant hält. Die zweite Ventileinrichtung 10 ist also ein Druckregelventil. Sie ist im zweiten Teil B des Gehäuses angeordnet.
Die zweite Ventileinrichtung 10 weist ein Druckregel-Ventilelement 11 auf, das mit einem Ventilsitz 12 zusammenwirkt. Das Druckregel-Ventilelement 11 ist als Hohlzylinder ausgebildet. Flüssigkeit, die durch einen Spalt 13 zwischen dem Druckregel-Ventilelement 11 und dem Ventilsitz 12 tritt, durchströmt also das Druckregel-Ventilelement 11 und gelangt dann in eine Kammer 14, die auf der Eingangsseite der ersten Ventileinrichtung 6 angeordnet ist.
Der Ventilsitz 12 ist an einem Ventilsitzelement 15 angeordnet, das an einem Vorsprung 16 im zweiten Teil B des Gehäuses befestigt ist und zwar mit Hilfe einer Schraube 17, die als Befestigungselement wirkt. Das Ventilsitzelement 15 weist einen Korpus 18 auf, durch den die Schraube 17 geführt ist, und eine Beschichtung 19.
Die beiden Teile A, B liegen entlang einer Trennfläche C aneinander an und sind miteinander verbunden.
Das Druckregel-Ventilelement 11 ist in einem Einsatz 20 geführt, der in 5 den zweiten Teil B des Gehäuses eingeschraubt ist. Zwischen dem Einsatz 20 und dem zweiten Teil des Gehäuses B ist eine Dichtung 21 , beispielsweise in Form eine O-Rings, angeordnet. Auch zwischen dem Druckregel-Ventilelement 11 und dem Einsatz 20 ist eine Dichtung 22 vorgesehen. Das Druckregel-Ventilelement 11 wird durch eine Druckfeder 23 o vom Ventilsitzelement 15 weg belastet.
Das Druckregel-Ventilelement 11 ist verbunden mit einer Membran 24 und durchsetzt die Membran 24, die mit einem Teil ihrer Erstreckung auf einer Stützplatte 25 aufliegt. Auch die Stützplatte 25 ist mit dem Druckregel- 5 Ventilelement 11 verbunden. Die Membran 24 weist eine umlaufende Si- cke 26 auf und ist mit ihrem äußeren Rand 27 zwischen dem ersten Teil A und dem zweiten Teil B des Gehäuses eingespannt. Die Membran 24 hat damit zwei Aufgaben. Zum einen dient sie dazu, das Druckregel-Ventilelement 11 gegen die Kraft der Druckfeder 23 zu bewegen, wenn der o Druck in der Kammer 14 die Kraft der Druckfeder 23 übersteigt. Zum anderen dient sie dazu, eine Abdichtung der Druckkammer 14 nach außen zu bewirken und die Verbindung zwischen dem ersten Teil A und dem zweiten Teil B des Gehäuses zu bewirken.
5 Die Membran 24 ist im wesentlichen punktsymmetrisch um eine nicht näher dargestellte Mittelachse des Druckregel-Ventilelements angeordnet, so daß bei einer Druckbelastung im Grunde keine Querspannungen entstehen können.
0 Ein Druckübertragungskanal 28 erstreckt sich vom Auslaß 3 zu einer
Kammer 29 auf der der Kammer 14 gegenüberliegenden Seite der Mem-
bran 24. Der Druckübertragungskanal 28 durchsetzt dabei die Trennfläche C. Die Kammer 29 ist im übrigen durch die Membran 24, das Druckregel- Ventilelement 11 , den Einsatz 20 und den Teil B des Gehäuses begrenzt.
Die zweite Ventileinrichtung 10 hat im Grunde eine reine Druckregelfunktion für die erste Ventileinrichtung 6. Das Druckregel-Ventilelement 11 nimmt aufgrund der Verbindung mit der Membran 24 eine Position ein, in der der Druck in der Kammer 14, also auf der Oberseite der Membran 24, der Summe vom Druck in der Kammer 29, also unter der Membran 24, und der Federkraft der Druckfeder 23 entspricht. Der Druck in der Kammer 14 ist der Druck vor der ersten Ventileinrichtung 6 und der Druck in der Kammer 29 ist der Druck am Auslaß 3, also hinter der ersten Ventileinrichtung 6. Das Druckregel-Ventilele-ment wird somit eine Druckdifferenz über der ersten Ventileinrichtung 6 aufrechterhalten, die der Kraft der Druckfe- der 23 entspricht, unabhängig vom Druck am Einlaß 2 und am Auslaß 3.
Die erste Ventileinrichtung 6 ist dann im Grunde das Regelventil, das den Strom der Heizungsflüssigkeit regelt, wobei ein größerer oder ein kleinerer Öffnungsgrad der Ventileinrichtung 6 einen größeren oder kleineren Durchfluß von Flüssigkeit ergeben wird. Die Druckregelung durch die zweite Ventileinrichtung 10 führt zu einem festen Zusammenhang zwischen dem Öffnungsgrad und dem Flüssigkeitsdurchsatz, da die Druckdifferenz konstant gehalten wird.
Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, ist die erste Ventil-einrichtung 6 ausschließlich im ersten Teil A des Gehäuses und die zweite Ventileinrichtung 10 ausschließlich im zweiten Teil B des Gehäuses angeordnet. Erst durch eine Verbindung der beiden Teile A, B des Gehäuses entsteht die gewünschte Ventilanordnung. Wenn die beiden Teile A, B entlang der Trenn- fläche C verbunden worden sind, können sie durch nicht näher dargestell-
te Bolzen, die durch Bolzenöffnungen 30 geführt werden, miteinander verbunden werden.
Dadurch, daß die beiden Teile A, B des Gehäuses an der Trennfläche C offen sind, wenn die beiden Teile voneinander getrennt sind, ist eine Montage der beiden Gehäuseteile mit den jeweils eingesetzten Ventileinrichtungen 6, 10 relativ einfach. Die Montageorte sind frei zugänglich und es besteht eine gute Zugänglichkeit zum Inneren der beiden Teile A, B des Gehäuses. Dadurch, daß die Membran 24 zwischen den beiden Teilen A, B des Gehäuses eingespannt ist, benötigt man nicht einmal eine zusätzliche Dichtung.